110kV智能變電站的繼電保護(hù)配置

黃炳源

摘 要：智能變電站是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，其運(yùn)行穩(wěn)定性直接決定了電網(wǎng)的可靠性。繼電保護(hù)配置是智能變電站運(yùn)行安全性和可靠性的重要保障，對(duì)其繼電保護(hù)配置進(jìn)行研究就顯得尤為重要。本文以繼電保護(hù)裝置的要求以及裝置保護(hù)配置原則為出發(fā)點(diǎn)，提出了智能變電站的繼電保護(hù)配置方案。

關(guān)鍵詞：智能；變電站；繼電保護(hù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.127

0 引言

繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中所起到的作用是不可小覷的，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)各種故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置能夠有效地降低這一故障帶來的危害。因此，對(duì)智能變電站的繼電保護(hù)配置進(jìn)行研究是非常有意義的。

1 繼電保護(hù)裝置要求

繼電保護(hù)裝置的主要作用就是在電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，減小故障對(duì)電力系統(tǒng)造成的危害，其主要功能就是在故障發(fā)生的第一時(shí)間跳開相應(yīng)的斷路器，并給出警報(bào)，從而減小因故障而產(chǎn)生的危害。因此，智能變電站對(duì)繼電保護(hù)裝置有著嚴(yán)格的要求，主要有以下幾個(gè)：

（1）選擇性。繼電保護(hù)裝置的選擇性就是各級(jí)電網(wǎng)的繼電保護(hù)裝置在故障發(fā)生時(shí)能夠選擇性地運(yùn)行，即能夠最優(yōu)化地減小故障危害。簡單來說，當(dāng)電力設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，要求最靠近故障點(diǎn)的斷路器動(dòng)作斷開系統(tǒng)供電，盡可能的縮小停電范圍。

（2）可靠性。繼電保護(hù)裝置自身的穩(wěn)定性、可靠性是確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提，如果繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)誤動(dòng)或者拒動(dòng)行為，那么對(duì)于電力系統(tǒng)的保護(hù)就形同虛設(shè)了。因此，在繼電保護(hù)裝置的選擇上，應(yīng)盡可能選擇原理簡單、便于維護(hù)的繼電保護(hù)裝置，以提高繼電保護(hù)器自身的穩(wěn)定可靠性。

（3）快速性。快速性是繼電保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間的指標(biāo)，也是該裝置降低故障影響程度的一個(gè)指標(biāo)。一般來說，發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作越快，故障的影響范圍和危害就越小。不僅能夠使故障設(shè)備在第一時(shí)間得到保護(hù)，還能有效避免產(chǎn)生更加嚴(yán)重的破壞。

（4）靈敏性。靈敏性反映了繼電保護(hù)裝置對(duì)故障的反應(yīng)能力，也是繼電保護(hù)裝置快速性的根本所在，靈敏度越高，裝置動(dòng)作的時(shí)間就越短。繼電保護(hù)越靈敏，越能可靠地反應(yīng)要求動(dòng)作的故障或異常狀態(tài)；但同時(shí)也愈易于在非要求動(dòng)作的其他情況下產(chǎn)生誤動(dòng)作，因而與選擇性有矛盾，需要協(xié)調(diào)處理。

2 智能變電站的繼電保護(hù)配置方案

110kV智能變電站主要配置有線路保護(hù)、變壓器保護(hù)、母聯(lián)保護(hù)等。

2.1 線路保護(hù)

目前智能變電站站內(nèi)保護(hù)以及測控技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展的方向是一體化發(fā)展。一般來講，線路的保護(hù)主要是通過直接采樣的方式，并經(jīng)過GOOSE 網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)對(duì)線路的保護(hù)，該網(wǎng)絡(luò)可啟動(dòng)斷路器失靈、重合閘等功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)線路的保護(hù)。在進(jìn)行線路間隔內(nèi)保護(hù)測控裝置與合并單元以及智能終端的連接方式的選擇時(shí)候，一般采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接以及傳輸方式。在特殊工作的情況下，保護(hù)測控裝置與合并單元之間可以直接進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，而不經(jīng)過GOOSE 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)線路保護(hù)。只有在跨間隔信息接入測控保護(hù)裝置時(shí)，才會(huì)經(jīng)過GOOSE網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)傳輸。

2.2 變壓器保護(hù)

對(duì)變壓器的保護(hù)在整個(gè)變電站的繼電保護(hù)配置方案中屬于非常重要的工作。從根本上來講，變壓器的保護(hù)配置方案與線路的保護(hù)配置方案沒有多大差別，其主要區(qū)別在于，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)信息數(shù)據(jù)的直接采樣，在考慮變壓器低壓側(cè)、電壓以及電流信號(hào)時(shí)，變壓器的保護(hù)配置方案為直接將信號(hào)輸入到保護(hù)測控裝置中，完成數(shù)據(jù)采樣。同時(shí)，涉及到高壓以及中壓的智能終端時(shí)，引入GOOSE網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)直接的跳閘操作。這種直接將智能終端與變壓保護(hù)裝置相連，并利用GOOSE網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞的方式，提高了電力系統(tǒng)的自動(dòng)化水平以及裝置設(shè)備的智能化程度。

2.3 母聯(lián)保護(hù)

對(duì)于母聯(lián)保護(hù)，不論是在保護(hù)配置的原則或者結(jié)構(gòu)的設(shè)置上，與線路保護(hù)以及變壓器保護(hù)相比，都較為簡單方便。首先，對(duì)于其中的分段保護(hù)裝置設(shè)備，為了使保護(hù)裝置在不通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳遞的情況下也能實(shí)現(xiàn)其功能，即對(duì)工作信息進(jìn)行采集、分析，對(duì)于電力系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行信息采樣，需要更好地將該設(shè)備與合并的單元以及智能終端相連接。其次，關(guān)于保護(hù)裝置設(shè)備以及合并的單元設(shè)備，為了更好地傳輸保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，就需要通過獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。

3 安全自動(dòng)裝置的應(yīng)用

低周減載裝置是110kV智能變電站的主要安全自動(dòng)裝置。當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)功率缺額時(shí)就會(huì)造成系統(tǒng)的頻率下降，功率缺額越大，頻率降低越多，系統(tǒng)頻率下降會(huì)造成汽輪機(jī)葉片振動(dòng)加大，異步電機(jī)和變壓器勵(lì)磁電流增加，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化，當(dāng)功率缺額超出了系統(tǒng)正常調(diào)節(jié)能力時(shí)，如果不及時(shí)采取措施不僅影響供電質(zhì)量，而且會(huì)給電力系統(tǒng)安全運(yùn)行帶來嚴(yán)重后果。

110kV智能變電站低周減載裝置往往采用分散布置的原則，在線路保護(hù)中加入低周減載模塊，集成低周減載功能。在電力系統(tǒng)因事故影響出現(xiàn)有功功率缺額時(shí)，頻率會(huì)短時(shí)間內(nèi)急劇下降，此時(shí)低頻解列裝置按批次動(dòng)作，將一部分次要負(fù)荷斷開，減小功率缺額，避免頻率的進(jìn)一步下降，確保系統(tǒng)的安全。

4 結(jié)語

綜上，通過對(duì)智能變電站中的繼電保護(hù)裝置的配置要求進(jìn)行分析，對(duì)繼電保護(hù)的配置方案進(jìn)行較為詳細(xì)的闡述，為相關(guān)的工作提供了參考。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，繼電保護(hù)技術(shù)與計(jì)算機(jī)自動(dòng)化技術(shù)以及智能化技術(shù)的聯(lián)系越來越緊密，將進(jìn)一步優(yōu)化智能變電站的繼電保護(hù)配置。

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