智能變電站的繼電保護方法分析

摘 要：繼電保護是智能變電站的重要組成部分，其對于保障智能變電站的安全、穩定運行發揮著非常重要的作用，結合智能變電站運行特點，應選擇科學有效的繼電保護方法，加大對智能變電站繼電保護的研究，推動智能變電站的快速發展。本文分析了智能變電站繼電保護設置要求和架構形式，闡述了智能變電站繼電保護方法，以供參考。

關鍵詞：智能變電站；繼電保護；方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.124

0 引言

近年來，我國電力規模不斷擴大，智能變電站在整個電力系統中的作用越來越突出，而隨著智能變電站的快速發展，各種新型電力設備數量不斷增加，這對于繼電保護裝置設置的要求也越來越高，為了保護智能變電站的安全、穩定運行，必須加強繼電保護設置，采用合適方法，充分發揮繼電保護裝置的重要作用，提高智能變電站的經濟效益和社會效益。

1 智能變電站繼電保護設置要求

智能變電站的電氣設備和結構設置比較復雜，繼電保護設置必須滿足以下幾點要求：其一，繼電保護裝置在智能變電站中的配置應滿足快速性、靈敏性、可靠性、選擇性等要求，確保繼電保護裝置動作的準確無誤，嚴禁出現誤動作或者不動作，保持較高的靈敏性，消除故障隱患；其二，智能變電站的站控層MMS網、GOOSE網和過程層SV網之間是相互獨立的，各個層次接入繼電保護裝置時，應保持各個控制器數據口保持獨立；其三，智能變電站中的單母線和母雙線分段形式不同，在條件允許的情況下，可以設置電子式電壓電流互感器；其四，結合智能變電站的實際運行情況，還可以設置測控保護一體化裝置設計，實現對智能變電站的操作控制和繼電保護；其五，智能變電站在電氣設備現場設置繼電保護裝置時，可集成安裝智能終端的一些應用功能；其六，對于智能變電站的主變壓器，冗余配置各側合并單元，其它間隔合并單元可以單套進行配置；其七，對于智能變電站的合并單元，通過網絡報文記錄和故障錄波記錄過程層網絡信息，還應保持GOOSE、MMS、SV等網絡接口數據的獨立性[1]。

2 智能變電站繼電保護設置架構

智能變電站繼電保護設置主要包括變電站層和過程層，如圖1所示。對于智能變電站的一次設備，繼電保護設置可以獨立配置過程層主保護，如果一次設備是智能化電力設備，在一次設備內部安裝繼電保護裝置，或者在匯控柜中安裝測控設備、合并器和繼電保護裝置，便于這些設備的維護檢修。同時，智能變電站通過以太網來傳輸采樣值和GOOSE，通過以太網數據幀形式來下達跳閘指令，獲得開關狀態，可以實現分布式保護裝置的數據同步性，基于IEEE1588通信標準，避免由于通信鏈路交叉或者跳閘等原因造成繼電保護裝置出現誤動作。智能變電站的繼電保護配置應堅持雙重優化原則，獨立完成整個智能變電站的設備保護功能，實現測控任務，實現智能變電站信息的共享，在線路保護和變壓器保護過程中，通過MU智能操作箱實現信息交流，統一對智能變電站設備進行監控和保護。

3 智能變電站繼電保護方法

（1）變壓器保護。結合智能變電站的實際運行要求和具體規劃設計，可以通過兩套線路來設置變壓器電量保護，使后備保護和主保護進行分離，實現變壓器運行優化和后備保護的一體化，實現雙保險保護模式，提高變壓器的安全性。若智能變電站的保護電路設計采用雙配套設置形式，其電路兩側的智能終端設備和合并單元都需配置雙套保險，并且保護電路對應MU側、間隙電流線路和中性點電流都應進行雙套保護設置。一旦智能變電站變壓器出現啟動故障、閉鎖設備自投、分段段斷路器自投、保護跳母聯等故障時，通過GOOSE網絡層傳輸相關故障信息，然后智能終端和變壓器保護裝置通過GOOSE網絡得到故障跳閘執行指令，將各側斷路器和故障變壓器斷開[2]。同時，對于主變壓器上的智能終端設備，可以采用單體配置方式；對于主變壓器的低壓側、中壓側和高壓側的智能終端設備，最好采用線路保護冗余配置方式，利用上傳的非電量信號，通過開關非電量保護，確保主變壓器智能終端實現線路保護。（2）線路保護設置。為了提高智能變電站的測控和保護水平，實現操作控制和站內保護功能的一體化，對智能變電站利用間隔保護配置方式進行各個單套配置，在很多智能保護線路中，多是通過斷路器直接階段或者數據信息采樣等方式來實現保護功能，通過GOOSE網絡，導致斷路器失靈，發揮重合閘保護功能，在智能變電站控制電路中，不同線路控制裝置和間隔保護測量通過GOOSE網絡實現信息交換，還可通過點對點連接來控制智能終端設備，實現單元合并、信息傳輸等功能，完成直接跳閘和數據采樣，不用通過GOOSE網絡實現智能變電站斷路保護。同時，智能變電站母線和主干電路中電子式互感器可以通過相關電壓信號，連接各個合并單元以后，通過數據打包形式來處理智能變電站數據，被保護測控裝置和SV網絡通過通信光纖來傳輸信號，并且通過GOOSE網絡來傳輸測控裝置接入間隔信息[3]。（3）母聯保護。智能變電站的母聯分段保護設置和線路保護設置有很多相似之處，在設置分段保護裝置時，將智能變電站終端設備和合并單元連接起來，不利用相關網絡數據進行保護跳閘和直接采樣，這樣可實現智能變電站的母聯保護跳閘。同時，結合智能變電站的運行特點和設計要求，智能變電站的分段保護必須采用單套配置方式，從而實現對智能變電站的準確測控和安全保護。當前，智能變電站的分段保護跳閘主要采用點對點直接跳閘方式，利用GOOSE網絡對各個保護分段實現母聯保護。

4 結束語

智能變電站是我國變電站系統未來發展的重要趨勢，和傳統變電站相比，其內部結構形式更加復雜，電力設備更加多樣化，因此必須高度重視繼電保護配置，結合智能變電站的實際運行特點，優化和改進繼電保護配置方法，加強繼電保護配置管理和控制，提高智能變電站的安全性、可靠性和穩定性。

參考文獻：

[1]解曉東.智能變電站繼電保護配置分析[D].山東大學，2013.

[2]呂夢麗.智能變電站繼電保護結構分析與仿真研究[D].廣東工業大學，2015.

[3]楊超.110KV智能變電站的繼電保護分析[J].數字技術與應用，2012（08）：170-171.

作者簡介：鄒翔（1984-），男，河南駐馬店人，本科，研究方向：電力系統自動化、繼電保護。