智能變電站保護配置方案研究

引言：智能變電站是人類社會科技不斷發展的一個重要產物，它不斷的方便了人類日常生產和生活，為人們的生產與生活來了方便。但是，它也有存在許多的問題，目前對于智能變電站的保護就存在著許多的問題。這種類型變電站相對于傳統變電站而言具有更多優點，能夠在很大程度上提高變電站運行的效率和確保其安全。為了深入分析當前智能變電站保護配置方案的應用情況，并找到一個較為適合智能變電站保護配置的方案，本次研究做了探討，旨在更好的保護智能變電站，促進我國智能變電站的運行。

目前，有許多關于智能變電站保護的方案。文章在綜合分析了各種保護方案之后決定對基于分層配置的繼電保護方案進行分析、設計。""在基于分層配置的繼電保護方案中，針對變壓器保護、線路保護等間隔保護將其分布在過程層中，它可以實現獨立地跳閘而不依賴在過程層中的交換機。多間隔的母線保護配置在間隔層當中，而對智能電站的保護則是通過配置在過程層中的交換機來實現的。在智能變電站保護方案中為了實現變電站的保護、管理，將相應的智能管理單元安排在站控層中。針對線路和變壓器的保護僅僅含有一些傳統保護中主要的保護措施，其它的保護都由用智能管理單元進行保護。在信息化時代，智能這個詞對大家來說都是耳熟能詳了，在變電站存在極高的電壓，如果單純的采用人為的方式調節變電站存在極高的安全隱患。采用智能的保護方案不僅解除了這種不安全隱患還提高了工作效率。在電力傳輸上實現智能化、信息化。

一、目前智能變電站保護配置的分析

智能變電站作為堅強智能電網的重要基礎和節點支撐，是必不可少的內容。但是目前各地區實施的保護智能變電站配置的方案各不相同。而且過程層網絡化過分依賴于交換機，其運行可靠性決定系統的可靠性，作為通信設備交換機的設計思路和繼電保護的需求不能完全吻合"。交換機的拖延時間不滿足繼電保護的快速性要求。網絡方案時采樣值同步依賴于同步時鐘。網絡技術與智能設備仍不夠成熟。

二、智能變電站保護配置的措施

1、線路保護

（1）220KV及以上線路按雙重化配置保護裝置，每套保護包含完整的主，后備保護功能。

（2）線路過電壓及遠跳就判斷別功能應集成在線路保護裝置中，站內其它裝置啟動遠跳經GOOSE網絡啟動。

（3）線路保護直接采樣，直接跳斷路器，經GOOSE網絡自動斷路器失靈、重合閘。

2、變壓器保護

（1）瓦斯保護：在油浸式變壓器油箱內發生故障時，短路電電弧使變壓器油和其他絕緣材料分解，產生氣體（含瓦斯成分），從油箱向油枕流動，反應這種氣體與油流而動作的保護成為瓦斯保護。瓦斯保護又分為輕瓦斯保護和重瓦斯保護。輕瓦斯保護是指當變壓器內發生輕微故障時，產生的氣體較少且速度較慢，氣體上升后逐漸積聚在繼電器的上部，是氣體繼電器內的右面下降，是其中一個觸點閉合而作用與信號。重瓦斯保護是指當變壓器內發生嚴重故障時，強烈的電弧將產生大量的氣體，油箱壓力迅速升高，迫使變壓器油沿著油箱沖向油枕，在油流的強烈沖擊下，是另一觸點接閉而動作與跳閘。

（2）縱差保護：差動保護是利用基爾霍夫電流定理工作的，當變壓器正常工作或區外故障時，將其看作理想變壓器，則流入變壓器的電流和流出電流（折算后的電流）相等，差動繼電器不動作。當變壓器內部故障時，兩側（或三側）向故障點提供短路電流，差動保護感受到的二次電流和的正比于故障點電流，差動繼電器動作。

變壓器的保護還有外部相間短路的后備保護、外部接地短路的后備保護、過負荷保護、過勵磁保護、其他非電氣量的保護等。

3、母線保護

母線保護的拒動及誤動將會造成嚴重的后果。母線保護誤動將造成大面積停電，母線保護的拒動更為嚴重，可能造成電力設備的損壞及系統的瓦解。母線保護不但要能很好地區分內部故障和外部故障，還要確定哪條或哪段母線故障。由于母線影響到系統的穩定性盡早發現并切除故障尤為重要。

4、高壓并聯電抗器保護

（1）高阻抗差動保護：保護電抗器繞組和套管的相間和接地故障;

（2）匝間保護：保護電抗器的匝間短路故障;

（3）瓦斯保護和溫度保護：保護電抗器內部各種故障、油面降低和溫度升高;

（4）過流保護：電抗器和引線的相間或接地故障引起的過電流;

（5）過負荷保護：保護電抗器繞組過負荷;

（6）中性點過流保護：保護電抗器外部接地故障引起中性點小電抗過電流;

5、3/2接線斷路器保護和短引線保護

主接線采用3/2斷器接線方式的一串斷路器，當一串斷路器中一條線路停用，則該線路側的隔離開關將斷開，此時保護用電壓互感器也停用，線路主保護停用，因此在短引線范圍故障，將沒有快速保護切除故障。為此需設置短引線保護，即短引線縱聯差動保護。在上述故障情況下，該保護可速動作切除故障。"當線路運行，線路側隔離開關投入時，該短引線保護在線路側故障時，將無選擇地動作，因此必須將該短引線保護停用。一般可由線路側隔離開關的輔助觸點控制，在合閘時使短引線保護停用。

6、"66KV、35KV""及以下間隔保護

（1）采用保護測控一體化設備，按間隔單套配置。

（2）當采用開關柜方式時，保護裝置安裝于開關柜內，不宜使用電子式互感器。

（3）當使用電子式互感器時，每個間隔的保護、測控、智能終端、合并單元功能宜按間隔合并實現。

（4）跨間隔開關量信息交換可采用過程層GOOSE網絡傳輸。

三、結論

隨著IEC"61850標準的應用以及智能變電站相關技術的迅速發展，智能變電站繼電保護配置問題顯得尤為重要。根據國家電網公司制定的智能變電站繼電保護技術規范，研究分析智能變電站相關配置問題，主要涉及智能變電站中母線保護、線路保護以及變壓器保護的相關配置研究。因此，對智能變電站保護配置方案研究，主要著重于研究智能變電站中的線路保護、變壓器保護、母線保護、3/2接線斷路器保護和短引線保護、母聯（分段）保護、以及66KV、35KV""及以下間隔保護""。只要把這些各部分配置的保護方案優化了，就能極大程度上提高智能變電站運行的效率和確保其安全。

參考文獻

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（作者單位：國網臨汾供電公司）