智能变电站继电保护配置分析严太山

智能变电站继电保护配置分析严太山

严太山1史钟玉2徐文婷3

(1.身份证号码：34082419901104xxxx安徽230051;2.身份证号码：34082319941215xxxx安徽230051;3.身份证号码：37078619940103xxxx安徽230051)

摘要：继电保护器是变电站的重要设备，其中智能变电站更是智能电网的核心设备。本文针对智能变电站的继电保护装置进行了探讨，讨论了继电保护装置的主要特点，针对变电站继电保护配置等进行了分析，并展望了智能变电站继电保护装置的未来。

关键词：智能变电站；智能电网；继电保护

引言：电网现代化建设水平日益提升，智能变电站的推广及应用逐渐引起关注，其中变电站的继电保护配置更尤为重要。与传统变电站继电保护装置技术的发展相比，智能变电站继电保护装置更加凸显信息技术的应用，主要在于提高变电站的智能化、信息化水平。电网系统中，智能变电站的继电保护配置中，需要充分提高继电保护配置的合理性。

一、智能变电站继电保护配置

1、基本构成

继电保护配置是由软件、硬件两部分构成，其中软件部分一般是指计算机程序，可结合保护原理、功能特点等进行管理。可执行操作主要包括采集、数字运算、逻辑判断等；而硬件部分主要是数字、模拟电子电路，一般平台搭建需要借助硬件处理，以此提高保护系统中电气运作的合理性。一般状况下，继电保护的硬件配置主要有以下几个部分，即数字核心部件、模拟量输入接口部件、开关量输入接口部件、外部通信接口部件以及人机对话接口部件。

2、智能变电站的保护配置

电网系统中需要考虑智能变电站继电保护配置层要求作业，在进行继电保护作业中，一般需要以过程层的依次设备为依据作业，过程层保护可分为两种形式：电网中，智能变电站过程层一次设备一般是智能保护装置，一般一次保护配置的安装位置处于变电站内部；如果是老设备改造后形成了一次设备，该设备将不再是保护装置，一般需要主保护配置，还需要将主保护配置、合并器、测控等设备安装在一次设备周围，目的在于提高变电站设备维修的便利度。

二、智能变电站保护配置分析

根据智能变电站一次设备类别，一般会相应采取不同的保护配置方案。

1、主变保护的配置

主变保护中，根据电压差异，其保护配置方案一般存在一定差异。对于110KV及以下电压等级，变电站主变的保护一般为直接跳闸组网作业方法，需要采用二次硬接线、开关连接的控制方法，合并单元后接入配置即可。对于220KV及以上的变电站主变的保护，则需要考虑双重化配置方法，即变压器各位置合并单元的MU需要执行双重化的原则处理，配置连接必须满足要求，以保障保护设备方案都有主后备保护的功能。

2、线路保护的配置

如果遇到10KV以下电压级的线路保护配置，可采用保护、测控一体化的配置方法，需要配置完整的主、后备保护功能装置。220KV的纵联线路保护配置，线路保护可不采用传统重合闸相互启动的方法，一般采用一对一启动、断路器控制的方法较为合理。过电压保护作业中，可使用远跳保护装置进行管理，主要是控制电压功能，过电压保护启动的远跳装置需要由断路器进行状态调整。

3、母线保护的配置

母线保护配置中选择直接采样、直接跳闸的处理方法。智能单元中，需要直接向母线保护设备发送信息，用以对智能开关进行状态管理，一旦母线位置发生故障状况，对应位置会发送跳闸指令，可对故障间隔、开关等进行调整。工程中，智能单元接到跳闸信号后会立刻执行对应指令要求，将状态信息及时传送至母线保护，然后对该开关状态进行调整，同时母线保护会在接到开关发出的状态信息后便对跳闸指令进行确认，保证执行成功后方可进行后续操作。

4、低频低压减载保护的配置

为了提高变电设备运行合理性、稳定性，变电站均需要配置低频低压减载的保护装置。智能变电站中，该装置可采用网络采样、网络跳闸的方法管理，配置后效果显著，该配置方法可充分实现节省光缆的目的，使变电站具有更加节能、环保的效果。

5、备用电源自投装置的配置

为了提高变电站运行合理性，一般需要对35KV之下电压等级的母线进行单独分段的配置管理，及时两个分段开关断开，两条母线也可以互为备用。一旦某一侧母线失电，另一侧母线也可正常供电。此外，针对110KV电压等级的母线一般可采用双母线配置作业，如果电量较高则可采用三台主变。针对电源进线的自投装置，保护装置配置中可采用网采网跳的方法，保证智能变电站信息采集、共享功能的全面发挥，提高自投装置运行稳定性。

三、过程层的继电保护

过程层的继电保护配置中，主要功能：借助快速跳闸实现对设备的保护。包括母线差动保护、线路纵联保护等；一般集中式保护配置的主要功能是后背保护功能。因此，对过程层保护设计的简化中，需要将主保护功能看作是重点部分，后背保护功能则需要进行简化处理，部分特殊状况可以取消该功能的配置，从而提高配置硬件设计的合理性。再者，主保护的定值一般是固定参数，与电力系统的相关度较小。保护配置中，考虑到独立保护的限制要求，一次设备、继电保护配置集成处理后，考虑到开关作用，母线保护、线路保护需要同时进行，及时进行硬件分离，提高各自独立性，保证各个模件均具有单独使用功能。

过程层的继电保护配置需要包括下述几点：线路保护、电抗器保护、变压器保护、母线保护等。过程层线路保护配置中，需要加强纵联距离、纵联差动的管理。

独立进行非电量保护安装，主要借助电缆进行断路器跳闸控制，再者，需要借助光缆将跳闸指令输入到GOOSE采样网络中；一般状况在，电抗器保护、变压器保护是相同的；变电站母线保护配置处理中，设计可采用分布法，各个间隔位置的配置需要具有独立性，保证母线保护的合理性，一旦发生故障需要及时进行断路器跳闸的管理控制，避免发生失灵问题。

四、变电站信息平台的应用

1、智能报警系统

变电站中，智能报警系统主要是考虑设备信息数据档案内容的整理，可进行报警信息的分类，进而研究变电站异常状况、事故状况下的信息特点，对相关信息进行整理、分类、筛选，找出报警信号之间的内在逻辑关系，借助推理技术对报警信息进行确认。再者，还可以针对故障信息进行推理，如单事件、多事件信息的推理，并及时给出故障处理的方法。

2、一键式管理

变电站自动化系统之下，一键式控制需要执行操作规定要求，对操作任务的顺序进行妥善管理，执行操作前系统会自动进行防误闭锁逻辑检测，也可一次性完成多个控制步骤。智能变电站中，一键式控制属于关键功能，可充分满足无人值班、监控操作任务，并及时接收、执行监控中心的指令要求，一般状况下，确认安全的指令可由系统自动执行，完成对设备操纵的任务。

3、智能负荷优化控制

智能负荷优化控制中，一般是借助智能检测系统对实施数据进行核查，检测到超负荷问题便会寻求解决方法，保证解决方案可快速进行目标优化。整个检测、优化、控制工作一般是在变电站内部便可完成，智能系统会将优化后的结果上传到主站系统备份。

4、设备状态的可视化

变电站运行中，需要建立状态采集装置，及时对设备状态信息进行采集、登记管理，分析结果后建立统一的数据库模型，将相关信息输入到数据库中，实现设备状态、设备主要参数的可视化管理，并可根据设备运行需要进行在线分析，从而提高变电站的作业效率，整个操作更加满足人性化要求。

参考文献：

[1]张冉.220kV智能变电站的调试方法及工程实践[D].华北电力大学.2013

[2]赵曼勇,周红阳,陈朝晖,龚建平,王丽,徐振宇,姚斌.广域一体化继电保护系统方案[J].南方电网技术.2009(06)

[3]陈少华,马碧燕,雷宇,桂存兵.综合定量计算继电保护系统可靠性[J].电力系统自动化.2007(15)