110kV智能變電站繼電保護若干問題思考

劉洋

（國網太原供電公司，山西太原 030012）

110kV智能變電站繼電保護若干問題思考

劉洋

（國網太原供電公司，山西太原 030012）

近年來，我國國家電網跟上國家發展的腳步需要進行大量的改革，變電站是輸電與配電系統的核心，還應當更加簡約和智能，由此，110kV智能變電站是變電站發展的主要方向，也是新型的智能變電站之一，同時繼電保護是110kV智能變電站應用的重點，本文就這一重點問題，對繼電保護中的線路保護、變壓器保護、母線保護和繼電保護的測試檢驗做以分析，為電力工程和技術人員提供參考建議。

智能變電站 繼電保護 檢測方法

我國國家電網公司提出智能電網改革以來，智能變電站就成為了這一改革中的基本內容，與傳統變電站相比，110kV智能變電站實現了設備和檢測系統的智能結合，將一次設備、二次設備、檢測系統都進行了網絡化、數字化的改革，不僅如此，以前的電纜升級為光纖電纜，充油式互感器升級為電子式互感器（電子式互感器由一個或多個電壓電流傳感器在電力系統中進行參量測量連接傳輸系統和二次轉化器的裝置），有效地減少了資源浪費、降低成本、降低電磁輻射危害。從經過幾年的發展，技術日益成熟，上萬座智能變電站建成并且在全國繼續快速推廣，為人民造福。

繼電保護在110kV智能變電站的應用是一個難點也是重點，繼電保護是電網和變電站的安全防線，被保護的對象是電力系統、發電機、變壓器、線路、母線等，繼電保護裝置還具有正確區分被保護元件是否正常運行，如果發生了故障，那么繼電保護主要可以對電力系統故障產生反應并做出相應的電力保護措施。繼電保護主要包括了線路保護、變壓器保護、母線保護和繼電保護的測試檢驗等，下面我們將對此展開討論。

1　繼電保護配置與原則

智能變電站設備主要包括只能高壓設備、智能組件、智能變壓器等。

在智能變電站中的繼電保護配置原理圖中，我們可以看到，智能采集光纖通信接口代替了交流量輸入插件，原來的I/O接口插件換成了GOOSE光纖通信接口，智能操作箱替代了操作插件，所有的繼電保護裝置和測控裝置都要同時連接GOOSE光纖通信接口和站控層網絡，雖然接口繁多，但是可以直接實現點對點的直接反應，實現信息遠程監控與執行和數字化切換功能。

110kV智能變電站繼電保護配置不僅要遵循圖示要求，還要具備以下原則：第一，具有選擇性、可靠性、靈敏性和快速性，這“四性”是繼電保護的基本要求；第二，110kV及其以上的高電壓中，GOOSE網與站控層網絡接入繼電保護中應當相互獨立，互不干涉；第三，110kV及其以上的高電壓中，在雙母線或者單母線分段的接線形式，應當安裝電子式互感器；第四，110kV以下的低電壓中，智能終端可以集成安裝。

2　站內設備的保護

2.1線路保護

在110kV智能變電站中，站內保護和測控功能應當優先選擇將其緊密的結合在一起，根據間隔進行單套配置。

線路保護配置方案圖中，保護測控裝置的一端與GOOSE網交換信息，同時采用點對點的方式分別與合并單元和智能終端連接而直接采樣，若感應到的電流電壓有異樣，那么信號通過光纖電纜直接傳遞到保護裝置，直接跳斷路器，如果信號失靈，那么數據還可以通過GOOSE網絡直接傳送到保護測控裝置而做出跳斷路器的反映；電子式互感器主要安裝在線路和母線上，感應到電流電壓信號后，先接入合并單元，然后將數據通過光纖傳送到保護測控裝置和SV網絡上。線路保護的特點就是直接采樣、直接跳斷路器，反應快，靈敏度高。

2.2變壓器保護

按照規定，變壓器保護裝置應當雙套配置，必須采用主、后備保護一體化配置。

與線路保護配置方案類似，高壓側、中壓側和低壓測的智能終端感應到電流電壓信號后，將數據直接傳入變壓器保護裝置和SV網絡，變壓器保護直接采樣、直接跳高、中、低壓各側斷路器，若其失靈，則可通過GOOSE網絡接收到失靈信號，然后實現跳變壓器各側斷路器。

2.3母線保護

母線保護也叫分段保護與線路保護類似，而且配置更加簡單。

按照規定，母線保護按照單套配置，應當優先選擇將測控功能和站內保護結合在一起，而且與線路保護相同，將分段保護裝置和合并單元與智能終端直接連接，實現點對點直接跳斷路器，若母線失靈，同樣可以通過GOOSE網絡傳遞失靈信號，實現跳斷路器。

3　繼電保護的測試檢驗方法的建議

繼電保護的保護裝置并沒有發生大的變化，變化的是保護裝置與外界的連接全部使用光纖電纜（光纖電纜具有環保節能抗干擾等多種優點），信息的傳播也是通過GOOSE網絡和SV網絡傳遞，那么，現在繼電保護的方法和思維跟傳統的原理相似，沿用傳統優秀的檢測方法，僅僅針對變化的部分，我們可以提出這樣的新方法。

首先，為了保證數字信號的誤差最小，我們將光數字保護測試儀直接從保護裝置的光纖輸入口進行測試，同時還考慮到數據時間的同步性滿足保護裝置的要求，還應當提高跨間隔數據要求保護裝置的準確性和精密度，即不同間隔的數據的同步性。

其次，為了保證信號的正確性和可靠性，我們應當進行光纖以太網的性能測試，主要測試的是光纖通道的誤碼率和光收發器件的功率，借助的工具是網絡分析儀和網絡仿真分析軟件。

最后，為了測試合并單元和智能單元的性能好壞，可以發送一段電流電壓的數字測試信號，檢測合并單元和智能電源是否能準確地分析信號，然后上傳和下達相應的保護措施命令，是否能夠提供相應的狀態信息，根據命令是否能夠做出正確的操作，比如直接跳斷路器或者變壓器檔位調節。

4　結語

綜上所述，110kV智能變電站是我國電力改革的趨勢，它將采用光纖通道和GOOSE網絡改變傳統的變電站的信號傳遞和信息傳播方式，而且這兩種方式的同時存在大大增加了可靠性和安全性，不僅如此，其優點還有節能環保、數字化、自動化、智能操控、無縫連接。繼電保護無論在傳統變電站還是智能變電站都有著重要的地位，它是變電站的安全防線，也是電網穩定運行的基礎保障，而且更加強調了變電站建設的“四性”原則，提出更高的要求。但是繼電保護在技術日益成熟的基礎上，應當順應變電站的發展，不斷的發現問題和總結分析，而繼續創新改進，使得智能變電站技術水平不斷提升，進一步推廣。

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［2］曾波.110kV智能變電站繼電保護常見問題分析［J］.通訊世界，2014，（19）：85-86，87.

［3］楊琳，董百強.智能變電站發展過程中的繼電保護系統建構策略［J］.科學時代，2014，（17）：140-142.