110KV智能變電站繼電保護若干問題研究

尤鋒 王仕俊

【摘要】隨著 我國經濟的快速發展，電力能源已經成為工業化進程的主要能源，在這個過程中國家對于智能變電站的研究也在深入，可是在智能變電站建設過程中經常會出現各種各樣的問題，經過對這些問題進行了研究發現大多數都是由于智能變電站繼電保護造成的，有些是在變電站設計時繼電保護不合理，也有些是在變電站運行過程中出現了問題，所以在本文中就詳細介紹下智能變電站繼電保護的合理配置，以及運行過程中應該注意哪些問題。

【關鍵詞】能變電站；繼電保護；配置原則；檢測內容

一、引言

隨著國家對于電力設施的大力建設，這也就給供電企業帶來了巨大的壓力。國家也就針對供電企業出臺了一系列的政策措施，供電企業如果在市場經濟下立于不敗之地，就不能僅僅局限在供電量上，還要進一步提高供電質量和服務，要順應時代發展需求。但是在我國智能變電站中還是存在著一大批傳統配電網，這些配電網電力設施已經老化，供電線路復雜，經常容易出現電網短路事故，其中最為嚴重的問題是傳統電網的高耗能問題，每年供電企業都要為此付出大筆經濟費用。對于智能變電站這一問題在近些年尤為突出，電網電力設施經常出現燒毀器件的現象，同時很多變電站經常出現故障而導致停電問題，這就直接影響了工業生產和人民生活，對此供電企業在近些年采用了繼電保護的對策，但是在進行繼電保護過程中要如何實現合理配置，這才是對智能變電站正常運行的前提保障。

二、智能變電站繼電保護中存在的問題

1.在很多地區電網建設中都安裝了配電網絡電源點，但是由于早期電網建設水平能力的不足，這些配電網絡電源點也就沒有什么科技含量，只能滿足正常運行，這就給電網運行中電源點容量和電能輸出造成了極大的限制，也是我國供電企業目前比較重視的。

2.由于近些年我國大力倡導城鎮建設，電力設施也在不斷擴張，很多地區電力配套設施出現了滯后問題，電網輸電線路過長，負荷過高，這就造成了一種瓶頸困難，如果電網產生的電能不能及時輸送給用戶，就會造成大面積的停電事故，嚴重影響著工業生產和人民正常生活。

3.在傳統電網建設中的出線通道設計與當今城鎮建設存在著差異，很多地方由于都有電纜建設無法按正常計劃施工，或者有些地方根本不具備高空架設電網線路的條件，這就給電網建設造成了極大的困難。

4.對于我國早期建設的電網線路使用都不符合國際電網線路規格，線路較細，而且電網運行這些年供電企業維護較差，很多電力設備都因為年久失修出現絕緣問題，線路老化，而且傳統的電力設備在耗能問題上遠遠大于目前的電力設備，這就給電網運行帶來線損消耗，給供電企業帶來直接地經濟損失，造成了大量電力能源的浪費，甚至有些地方還對環境造成了嚴重的污染。

5.在供電企業對電網數據進行統計時總會出現大量的干擾因素，這些因素產生的主要原因就是傳統電網中電力設備年久失修老化嚴重，技術性能差，這樣就造成了很多地區經常會發生電力事故，而且基本大多數電力事故都是由于電力設備打火或者短路引起，對于電網正常運行遺留了極大地隱患。

三、110kV智能變電站保護配置情況

通常在110V智能變電站中除了用常規隔離開關作為繼電保護裝置以外，在一些線路支路處還會安裝一些先進的電能計量裝置，比如電流互感器和電壓互感器，同時還有單獨的監測系統。智能變電站無論從建設結構還是設施配置上都在傳統變電站基礎上做了改進，采用了大量的先進電力設備，結合了計算機網絡技術，在自動化程度上也有了較大提升。

在智能變電站內過程層采用SV網絡和GOOSE網絡合并組網方案，站內保護配置有線路縱差保護、母差保護、故障錄波器等，110kV母差、主變及110kV智能終端，合并單元按雙重化配置。

在智能變電站設計中最為關鍵的是采用了雙重化配置，主要是運用了第一套智能電子設備和母線聯鎖保護裝置，通過建立了A、B網將智能終端信號引入到網絡平臺中，在智能變電站中的相關規程要求都明確規定GOOSE網和SV網獨立，而且在智能變電站中還采用了“直采直跳”的原則進行了網絡跳閘設計，這樣設計的好處就是可以有利于第三方進行實行監控，但是在這個過程中智能變電站的數字化保護性能對于網絡的依靠性會加大，這樣也會對保護裝置及時作出反應造成一定的影響，所以在建造智能變電站時對于繼電保護裝置的設計要嚴格按照國家標準來執行。

四、站內各設備的保護配置

1.智能變電站線路保護

在110V智能變電站建設過程中首先要考慮的是對變電站線路的保護，在線路遇到突發事故時要自動報警，這時就需要在線路中安裝斷路器等裝置，可以直接跳閘，確保線路受到更嚴重的損壞。然后安裝保護測控裝置，采用網絡技術將測控信號連接到每條支路上，這樣就能將各個單元和智能終端相連，實現直接采樣地功能，同時還要通過安裝電流互感器和電壓互感器對線路進行監測，定期對采集的數據進行分析比對，對于數據變化較大的線路要進行排除，減少隱患的出現。

2.變壓器補償保護

通常在電網設施中的補償裝置主要有靜止補償器、同步調相機、并取電容器等。這些裝置的主要作用就是可以通過相互間的結合改變電網線路中輸送無功功率的因數，通過因數的改變實現變壓器和供電廠的無功損耗功率的減少。在我國電網設施中最為常見的就是在10KV配電網中安裝這些補償裝置，同時還要在電網母線上集中安裝電容器組，這樣補償裝置就會增大補償容量，尤其在我國農村地區用電高峰期時電網負荷能力較大，也就造成電力設備負荷較低，如果電網長期不間斷運行就會造成無功負荷的持續增加，容易出現電網事故。針對這些問題供電企業采用了大容量無功補償裝置自動投切，降低了電網的無功損耗，實現了變電所集中補償保護。

五、站內繼電保護的測試檢驗

1.以前合并器的光數字信號可以代替輸入保護裝置的電壓、電流模擬量，而傳統的保護測試儀只能輸出模擬量，會有一定的誤差，隨著不斷的完善現在有光數字保護測試儀，可以用光數字保護測試儀直接從保護裝置的光纖以太網口輸入測試，這樣一來數字信號就非常精確了，而且操作也簡單化了，省去了以前很多麻煩的步驟，但是也相應會有一些缺陷，要求相應的提高了，比如必須要考慮有跨間隔數據要求的保護裝置（如變壓器差動保護、母線保護）在不同間隔間傳輸數據時，在時間上一定要一直才行，要是差距比較大的話，將很難滿足保護裝置的要求。

2.對于智能變電站中的一次設備和二次設備，要采用網絡信號發送和采集的方式，通過信號的采集智能終端會進行分析，然后做出指令，尤其是在遇到設備故障時這種方式可以在第一時間內停止設備運行，確保設備不會受到過大損壞，這種方式主要是根據網絡和運行檢修方式建立的，在一定程度上提高了安全性。

3.在110V智能變電站設計中對于信號的采集主要通過GOOSE協議的網絡傳輸進行的，將傳統的信號采集方式進行了改革，運用GOOSE報文的方式將不用信號分離開，這樣就不會造成信號間的誤差，造成信號錯誤的情況出現。

六、總結

隨著國家電力能源的需求不斷增加，智能變電站的建設就尤為重要，既要確保電能質量還要確保變電站的高效運行。在智能變電站繼電保護方面的研究已經成為重點，在本文中就將這作為課題進行了研究，從而解決了智能變電站中經常出現的一些問題。

參考文獻

[1]潘濟猛，孫永先，申狄秋.智能變電站光纖縱整保護裝置同步方案比較[J].電力島動化設備，2010

[2]張保會.加強繼電保護與緊急控制系統的研究提高互聯電網安全防御能力[J].中國電機工程學報，2004