智能变电站就地化保护配置方案研究丁刚慧

智能变电站就地化保护配置方案研究丁刚慧

丁刚慧

（国电南瑞科技股份有限公司江苏南京211100）

摘要：当前我国经济发展迅速，带动了各项工程的建设步伐。在能源市场的发展中，智能电网是重要的发展内容，各个国家都将智能电网作为将来电力工程发展的方向，使得智能变电站在世界范围内的地位不断提高。目前，我国为更好地实现低碳经济，开始对智能变电站进行建设，在全国范围内开展智能变电站的建设工作。

关键词：智能变电站；就地化保护；方案；研究

引言

国家电网是我国的支柱产业，关系着国家的经济发展，并且属于国家公用事业，在国民经济中有着举足轻重的地位。在当前电力事业的发展中，对于智能变电站的研究备受关注，与此同时，智能变电站的就地化保护也备受关注。因此，要积极对智能变电站就地化保护的配置方案进行研究。

1.智能变电站的概念

1.1数字化变电站

因为智能变电站与数字变电站之间有着密不可分的关系，所以在讲述智能变电站的概念之前，要先讲一下数字化变电站。数字化变电站是智能变电站的前提和基础，主要基于IEC61850通信标准进行建模和通信，对设备状态进行检修，是一种管理模式，还具有数字化、智能化及网络化等特点，具有明显的技术性优势。数字化变电站主要包括一次智能化设备和二次网络化设备，其中智能化设备主要包括互感器、智能化开关等，网络化设备主要包括间隔层、过程层等。

1.2智能变电站

既然智能变电站以数字化变电站为基础，那么将其与数字化变电站相比，智能变电站同时具有了技术性和功能性两大特点，自动化程度更高，还可以实现预警、信息化和自动化等多种功能，最智能的是能够和相邻变电站或调度中心进行信息交流。智能变电站所采用的设备具有环保、运行可靠、集成化程度高等特点，规范地实现了信息共享，自动完成了信息的传输，满足了智能电网构建的需求。

2.智能变电站就地化保护中存在的问题

2.1数据的采集问题

在智能变电站的数据采集工作中，采集数据必须同步。但目前看来，这项工作存在很多的问题。在传统的变电站中，各个单元的采样工作都是在保护装置的内部完成的，不需要其他保护的积极配合。但是在智能化的变电站中，智能采集回路是安装在感应器内部的，需要各个保护的积极配合，任何感应器同步数据的丢失，都将会使采集的数据出现错误，甚至失效，影响了保护工作。

2.2电子互感器不可靠

电子互感器一般情况下是在户外运行的，所以户外环境直接影响了互感器的运行。在高温或强电磁干扰的环境下，电子互感器的光电器件及传感单元中的部分器件性能都会受到影响，出现性能劣化等问题，使得互感器故障，输出信号异常，必然导致电网不能稳定、可靠运行。

2.3对过程层网络过度依赖

过程层网络是智能变电站全站的核心，能够连接站内的所有智能电子设备，汇集所有信息。所以，一旦过程层的交换机出现了故障问题，保护装置就会失去其该有的功能，直接危害电网的安全运行。

3.智能变电站就地化保护配置方案

3.1无防护安装配置方案

首先，要在安装调试阶段对保护装置进行就地布置，在装置过程中要采取无防护就地安装的方式，将其中的大部分接线都使用航空插头进行预制，要将整站二次设备安装的时间缩短到一周左右。在专业化的检修中，要使用自动检测技术，在全站的保护配置安装及调试工作完成之后，再将其发往现场，现场再进行整组及传动工作，之后将其投运。另外，在保护装置的具体运行和维护中，需要借助就地化保护方式，使安装、更换更便捷，提升电网运行的效率。针对无间隔保护虚回路的设计，要大力简化SCD的配置、管控。在配置一站式的情况下，确保实现少维护、已维修和虚回可视化的目标。增加保护装置的生命周期，保障电力系统安全、稳定运行。

3.2分布式变压器配置方案

就地化变压器保护指的是通过控制室中的智能管理单元进行集中管理，实现了保护装置的远程界面功能。其子机采用的是全封闭机箱，不集成操作回路，各侧开关跳闸需要配置单独的操作箱。在这里，我们以220KV自耦变压器为例，高压侧为内桥接线，中压侧为双母线接线，低压侧带分支，在就地化变压器保护中配置高压1侧、高压2侧、中压侧、低压1侧、低压2侧、主变本体共6个子机，用环形网络将子机连接，将主变本体子机作为保护主机，采用IEEE1588实现对各侧子机的同步采样，要将各侧采样值同步后进行保护逻辑的判别，保护动作后将GOOSE跳闸命令通过环形网络发送到各侧子机，各侧子机收到命令后能及时跳本侧开关，还能通过GOOSE网络接收失灵的联跳信号，实现失灵联跳变压器各侧断路器功能。主机安装好之后，要将各子机就地安装在端子箱附近，并把所有子机同时接入过程层网络，上送对应的SV及GOOSE信息，SV、GOOSE信息采用共口技术，减少子机用于信息交互的光口数量。另外，为了减少中间的环节，子机可直接采用常规跳闸、常规采样，提高保护装置的整组操作时间。再者，为了简化二次回路，降低检修及运维的工作量，子机要全部采用预制电缆、光缆，对外连接要全部采用航空插头，保护装置故障后要进行整机更换，用检修中心调试好的保护装置直接替换故障装置，并通过智能管理单元实现备份文件的一次安装，这样，保护装置就只需在简单的验证后就可以投入运行，节约了变电站的检修及停电时间，实现保护装置的即插即用和更换式检修。

3.3继电保护配置方案

该保护方案只要是通过主保护与后备保护的配合实现对一次设备的保护，与传统变电站的保护方案相似。该保护方案的实施，使主保护可以快速、准确切除故障，且可以保持良好的保护性能，但后备保护的配置具有很大的局限性，通常情况下，为了满足选择性的要求，就必须牺牲动作速断性。在放射性拓扑输电网络中，传统阶段式后备距离保护动作可延迟2到3S。对于没有配置母差保护的中低压母线，要依靠变压器低后备保护切除可能发生的母线故障，因此，会有至少0.5S的延时，给系统的一次设备造成威胁。除此之外，后备保护为提升对变压器内部故障的灵敏度，会将保护范围延伸到变电站的低压侧，使得两级后备保护的部分保护区动作延时相同。基于这样的现状，应该积极实施智能变电站的继电保护配置方案，使后备保护不再分装置配置，将整个变电站作为整体考虑，由站域后备保护模块完成统一配置。通过SV网络接收站内一次设备和进出线路的运行状态信息，在此基础上实现故障定位，快速、准确地判断故障位置，并监视主保护及断路器的动作情况。对于未配置母线保护的站内中低压母线，站域后备保护可通过获取进出线及母线运行的相关数据，通过分析，提供快速可靠的近后备保护，有效提升了电力系统的可靠性。

结束语

综上所述，智能变电站就地化保护配置方案的提出及实施，对于智能变电站的保护至关重要。因此，需要我们加强重视，积极探索，努力创新，将更多的数字化信息技术应用到智能变电站的保护中，有效提高智能变电站保护的速度及可靠性，推动我国电力事业的发展，促进经济的迅速提升。

参考文献：

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