110kV變電所繼電保護(hù)自動(dòng)化設(shè)計(jì)分析

梁曉 武江(山東新巨龍能源有限責(zé)任公司,山東菏澤 274918)

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110kV變電所繼電保護(hù)自動(dòng)化設(shè)計(jì)分析

梁曉 武江
(山東新巨龍能源有限責(zé)任公司,山東菏澤 274918)

【摘 要】電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障或者不正常的運(yùn)行都會(huì)給用電設(shè)備的安全性造成不同程度的影響,因此繼電保護(hù)裝置是110kV變電所必不可少的組成部分,它對(duì)于及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障阻止故障,降低重要設(shè)備損壞度,保障電能質(zhì)量,保證變電所相關(guān)系統(tǒng)設(shè)備的安全運(yùn)行有著重要意義。繼電保護(hù)是一種反事故自動(dòng)裝置,準(zhǔn)確、迅速是繼電保護(hù)裝置最顯著的特點(diǎn),它能夠在110kV變電所系統(tǒng)出現(xiàn)故障或者不正常運(yùn)行時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)并將故障部分隔離或直接切除。本文主要對(duì)110kV變電所繼電保護(hù)自動(dòng)化的配置和設(shè)計(jì)方案等相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了分析探討。

【關(guān)鍵詞】變電所 繼電保護(hù) 電氣自動(dòng)化 110kV

1 110kV變電所的繼電保護(hù)技術(shù)規(guī)范

為了有效促進(jìn)和規(guī)范變電所繼電保護(hù)自動(dòng)化的應(yīng)用，推進(jìn)建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略能夠穩(wěn)步前進(jìn)，電網(wǎng)公司針對(duì)110kV及以上等級(jí)的新建或改擴(kuò)建的變電所繼電保護(hù)自動(dòng)化應(yīng)用頒布了《電網(wǎng)繼電保護(hù)通用技術(shù)規(guī)范》和《電網(wǎng)數(shù)字化變電站技術(shù)規(guī)范》，并依據(jù)各個(gè)變電所的具體情況，對(duì)相關(guān)設(shè)備的保護(hù)方案、繼電保護(hù)的配置原則、信息交互、技術(shù)要求等進(jìn)行了重點(diǎn)規(guī)范，規(guī)范中強(qiáng)調(diào)了為提高系統(tǒng)繼電保護(hù)性能和自動(dòng)化水平，必須在滿足速動(dòng)性、可靠性、選擇性等多方面要求的基礎(chǔ)上重視繼電保護(hù)自動(dòng)化新技術(shù)的應(yīng)用[1]。在功能實(shí)現(xiàn)上，為使系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的整體性能得到最大限度的發(fā)揮，在對(duì)繼電保護(hù)自動(dòng)化進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)將其視作一個(gè)整體，并要求通道、二次回路、一次設(shè)備和保護(hù)裝置之間能夠協(xié)調(diào)配合。在110kV變電站中，可采用傳統(tǒng)互感器或者電子式互感器采集電流量和電壓量，直接電纜連接或者采用GOOSE機(jī)制傳輸跳、合閘命令及聯(lián)閉鎖信息，并要以IEC61850(DLT860)為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行繼電保護(hù)和站控層之間的信息交互[2]。

2 110kV變電所繼電保護(hù)自動(dòng)化的配置

繼電保護(hù)自動(dòng)化配置的原則主要包括以下5點(diǎn)，第一，斷路器接點(diǎn)位置通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)傳輸，對(duì)于繼電保護(hù)中的聯(lián)閉鎖、跳合閘信息要采用GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳輸方式。第二，在110kV及以上電壓等級(jí)的雙母線和單母線分段等接線型式中，為了簡(jiǎn)化二次回路，提高繼電保護(hù)的可靠性，各個(gè)間隔之間要配置獨(dú)立的三相ECVT。第三，繼電保護(hù)裝置應(yīng)該直接采樣，對(duì)電子式互感器的采樣要通過(guò)兩路獨(dú)立的采樣系統(tǒng)進(jìn)行，每路采樣系統(tǒng)要采用AD系統(tǒng)并接合并單元MU中，其輸出的兩路數(shù)字的采樣值會(huì)經(jīng)過(guò)同一通道進(jìn)行同一套保護(hù)裝置中，對(duì)于單間隔的保護(hù)或者多間隔的保護(hù)需要采取直接跳閘的方式，如果要采用其他跳閘方式，一定要保證相應(yīng)設(shè)備必須滿足快速性和可靠性的要求[3]。第四，繼電保護(hù)裝置的安裝和運(yùn)行環(huán)境都要滿足相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，采取獨(dú)立分散和就地安裝的方式，并要保證繼電保護(hù)裝置內(nèi)部各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)接口控制器處于相互完全獨(dú)立的狀態(tài)，以免同一裝置被接入不同網(wǎng)絡(luò)后造成各網(wǎng)絡(luò)之間的相互干擾。第五，110kV變電所的繼電保護(hù)自動(dòng)化的設(shè)計(jì)與配置要求保護(hù)裝置、一次設(shè)備、二次回路之間協(xié)調(diào)配合，繼電保護(hù)的自動(dòng)化配置要滿足靈敏性、速動(dòng)性、可靠性以及選擇性等多方面的要求，并將加強(qiáng)保護(hù)裝置的可靠性作為基礎(chǔ)。

圖1 母線繼電保護(hù)方案示意圖

3 110kV變電所中各設(shè)備的設(shè)計(jì)方案

3.1線路的繼電保護(hù)方案

在110kV變電所繼電保護(hù)自動(dòng)化的方案設(shè)計(jì)中，要求線路的繼電保護(hù)要具有GOOSE網(wǎng)絡(luò)斷路器失靈和啟動(dòng)重合閘的功能，應(yīng)通過(guò)直接采樣或直接跳斷路器進(jìn)行，并要求測(cè)控功能和站內(nèi)保護(hù)要結(jié)為一體，并根據(jù)間隔單套進(jìn)行配置。從線路繼電保護(hù)方案示意圖中可以看出，變電所線路兩間隔之間的保護(hù)測(cè)控裝置可以與智能終端和合并單元對(duì)應(yīng)連接，并可以利用GOOSE網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息的交換和連接。其中與智能終端的連接可以實(shí)現(xiàn)直接跳閘的功能，與合并單元的連接可以實(shí)現(xiàn)直接采樣的功能[4]。

3.2 母線的繼電保護(hù)方案

母線的繼電保護(hù)方案，為了實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置和測(cè)控裝置集成的目的，一般會(huì)利用單套配置，采用分布式設(shè)計(jì)，如圖1所示，母線同樣與合并單元、智能終端相連接，分別使直接采樣和直接跳閘功能得以實(shí)現(xiàn)，并采用互不干擾的GOOSE網(wǎng)和SV網(wǎng)對(duì)跨間隔信號(hào)進(jìn)行傳輸[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)是110kV變電所的核心技術(shù)，只有加強(qiáng)對(duì)相關(guān)技術(shù)的研究，才能提高變電所運(yùn)行的可靠性和安全性，才能實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的建設(shè)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn):

[1]陳劍鋒,鄭敏,黃華林.電網(wǎng)繼電保護(hù)及故障信息處理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的探討[J].電工技術(shù)雜志,2013(05):13-14.

[2]朱國(guó)群,葉浩林,吳國(guó)強(qiáng).110kV變電所繼電保護(hù)的故障分析及保護(hù)配置[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā),2013(18):29-30.

[3]劉海梅,劉黎華.論變電所繼電保護(hù)系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技(上旬刊),2014(10):37-38.

[4]溫東旭,楊輝,王旭寧,鄭運(yùn)召,應(yīng)站煌.電力保護(hù)裝置保障性自動(dòng)測(cè)試方案研究與實(shí)踐[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2015(10):16-17.

[5]謝劍琴,李從富.110KV變電所繼電保護(hù)故障及分析二例[J].安徽電力職工大學(xué)學(xué)報(bào),2010(03):32-33.