變電站的繼電保護配置方案設計

宋釗

【摘 要】隨著生活水平的提高，人們對電量的需求不斷增長。供電企業必須建設更多的變電站，以提供更多的電能。要實現變電站安全和可靠地運行，尤其是500kV智能變電站，需要規劃更先進的繼電保護配置方案。因此，以某一500kV智能變電站為主要探討對象，主要分析其繼電保護配置方案，并將這一方案同國家電網的500kV類保護方案原則進行比對，以期在未來的繼電保護工作上取得更優異的成績。

【關鍵詞】智能變電站；繼電保護配置；保護方案

人們生活水平不斷提升，智能變電站的建設逐漸增多。智能電網要滿足人們的需求，必須進一步優化繼電保護相關設備[1]。我國逐漸開展了關于500kV 智能變電站的繼電保護工作，重新設計了保護的配置方案，涉及配置的各個方面。本文將對500kV智能變電站的繼電保護配置方案進行分析和探討。

一、繼電保護配置原則

在500kV變電站的繼電器保護當中，需要從下面幾點進行設計：

第一，需要按照雙重化的原則對500KV電壓等級的繼電器保護、網絡以及對應涉筆進行配置。

第二，完善的保護裝置要對未來出現的故障進行及時的保護。在兩套的保護裝置之間要有一些電氣來對其進行聯系。當一套保護裝置存在故障的情況下，對另一套保護裝置的穩定性不至于影響。

第三，通過各自獨立MU來對兩種保護電壓進行取值。

第四，雙重的配置MU要和電子式互感器獨立的采樣系統來一一對應。

第五，通過GOOSE網絡，雙重化的配置保護要按照獨立性的原則進行。

第六，兩套保護跳閘回路需要一一對應和兩智能終端。這兩個智能終端要對應上斷路器兩跳閘線圈[2]。

二、繼電保護總體配置方案

2.1 常規保護配置方案

常規保護配置方案和目前傳統變電站保護配置相同。保護配置需要按照對象來進行完成，護士保護邏輯原理變化。對當前保護的邏輯圖來保存。主變壓器保護、線路保護以及母線保護等不需進行動態模擬，僅僅需要將所要保護的設備AC插件變為數據采集的通信接口，輸入和輸出插件換為GOOSE光纖的通信接口。在對CPU插件進行模擬量處理的時候需要變成通信接口。

2.2 集中式保護配置方案

在集電式保護配置方案內，各個保護設備可以順利的實現對所有設備集電保護的工作。另外，它可以順利的完成對設備的測控。每套集中式保護都可以對變壓器進行線路保護、母線保護、測控等。兩套的保護裝置的工作原理各不相同。例如：在變壓器的差動保護內，一套保護裝置是通過二次諧波制動的工作原理，另外一套是通過波形是被對稱的工作原理來實現保護的。這兩套保護裝置互為備用，可以獨立進行投退。

在這個方案當中，將此類的保護配置改革成為數字化的繼電保護。許多種保護功能都能夠在這套設備當中表現出來，進一步提高了對系統內存在的故障處理能力以及信息共享的集中化程度。除此之外，這個方案的優點在于需要較少的設備保護樹立，結構非常簡單。然而，對保護設備存在非常高的要求。另外，由于運行的經驗不多，調試人員對這種配置方案不熟悉，需要利用大量時間對其進行充分的掌握。

三、繼電保護配置設計方案

3.1 500KV線路保護

在500kV線路的保護內，根據有關系統工作頻率過電壓的一些要求，對對于出現過電壓的情況，需要配備兩套過電壓保護以及遠跳保護。遠跳命令是利用過電壓保護來實現的，不需要斷路器閉合情況就能夠實現控制對線路間隔保護、智能終端、MU等要按照雙重化原則來配置。MU按照斷路器分電流，引入保護裝置內。線路電壓的MU單獨和線路保護裝置進行連接。在智能終端設計的時候，要對一個合閘線圈和兩跳閘進行充分考慮。同時，它有著合閘和分相跳的功能。

3.2 500KV主變保護

變壓器屬于單相的自耦型變壓器。在500KV變壓器當中，一側利用了3/2斷路器接法。220kV的一側當中，采用了雙母線雙分段的接法。在主變保護配置當中，配備健全的后備保護和雙套的縱聯差動保護。一套保護裝置為公共繞組的過負荷保護，另外一套保護設備為非電氣量保護裝置。在后備保護當中，存在眾多保護功能，例如過負荷保護、斷線閉鎖保護、過勵磁保護等。變壓器的非電量保護功能利用非電量智能單元實現出了保護的能力。按照單套配置，非電量智能單元進行控制操作，接著將操作單元在變壓器智能控制柜進行安裝。智能單元裝置通過采用直采直跳方式，采集各種非電量的信息。在GOOSE網絡當中，跳閘出口在非電量信息內作用。通過GOOSE網絡來對跳母聯、分段開關等進行傳輸。通過這個網絡可以接受到失靈保護跳閘命令，并接收失靈跳閘的主變各側開關的通斷命令。如圖3-4顯示，是主變保護的技術實施方案。

3.3 500KV斷路器保護

在斷路器保護當中，當利用一個半斷路器接線形式時，斷路器保護要和斷路器當中的單元配置所連接。在斷路器保護當中的配電柜內，需要存在充電保護、失靈保護和斷路器重合閘等保護功能。對在相同線路內接入的兩斷路器而言，這兩臺斷路器內的重合閘要利用合理的方式進行確定和選擇。當“先重合斷路器”沒有重合成功時，不需要再對“后重合斷路器”進行重合。為了可以使組網方式更加便捷，同時沒有數據關聯在雙網內，需要將斷路器失靈保護以及重合閘來雙重化配置。我們在考慮邊開關斷路器保護實現同一時間段重合閘功能時，母線的電壓需要通過MU和線路PT內的MU相連接。

四、結束語

綜上所述，隨著電力需求的不斷增加，電力設備建設的力度不斷加強。要確保智能變電站安全可靠運行，制定科學合理的繼電保護方案至關重要。因此，探討500kV智能變電站繼電保護配置方案，對做好配電保護具有重要意義。

【參考文獻】

[1] 時春雷.基于IEC61850的變電站過程層采樣值傳輸，華北電力大學（北京）博士論文.2016，l：l-5，26～30.

[2] 周旭紅.500k V變電站自動化系統結構的探討.電網技術.2012，4，25（4）：66～69.