智能变电站继电保护配置的展望和探讨王莉琳

智能变电站继电保护配置的展望和探讨王莉琳

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（1.国网新疆电力公司奎屯供电公司新疆奎屯833200；

2.国网新疆电力公司电力科学研究院新疆乌鲁木齐830011；

3.国网新疆电力公司伊犁供电公司新疆伊犁835000；

4.国网新疆电力公司奎屯供电公司新疆奎屯833200；

5.国网新疆电力公司奎屯供电公司新疆奎屯833200）

摘要：随着国家电网公司提出建设“具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网”的发展目标，智能变电站作为智能电网的基础与核心部分，其良好的发展建设与坚强智能电网的总体目标实现有着紧密的联系。而继电保护装置作为变电站电力系统中所不可或缺的重要组成部分，在确保电力系统安全运行、保证电能质量以及避免故障的再扩大和事故发生等各个方面都起着至关重要的作用。文章结合实际工作经验，从智能变电站继电保护技术规范和配置方案出发，就智能变电站继电保护装置的未来发展进行了展望。

关键词：智能变电站；继电保护；展望

引言

国家智能电网的逐步建立，给智能变电站的继电保护装置提供了发展的机遇和挑战。传统的继电保护配置已经无法适应国家电网的高效、安全、稳定的运行，继电保护配置必须适时作出调整，加快继电保护配置的智能化进程。继电保护配置由过程层和变电站层组成，这两层分别从不同的方面进行保护，能够充分满足智能变电站的灵活性、选择性、可靠性和速动性。因此，必须加强智能变电站的继电保护装置的研究，从过程层和变电站层实现继电保护配置的智能化，提高继电保护配置的保护水平。

1.变电站的继电保护配置

智能变电站的继电保护配置主要是由过程层和变电站层组成，过程层的主要目的是配置继电保护中的一次设备。一次设备也就是我们通常说的智能设备，一般情况下安装在设备的内部。在一次设备的周围一般选择安装需要进行维护和检修的设备，比如：合并器、退役设备和监控设备等。变电站中的继电保护配置主要是通过全站传输采样值，但这种传输方式不同于分布式的数据传输。继电保护不会因为跳闸和采样问题造成通信线路不可靠，并且在继电保护过程中消耗的网络数据信息非常小。变电站层的继电保护配置主要是通过利用自适应技术和在线实时整定技术，采用后备保护的方式，实现广域保护。

2.智能变电站继电保护技术规范

国家电网颁布的《智能变电站继电保护技术规范》，其主要目的是为了彻底贯彻与落实建设坚强智能电网的总发展战略，并对智能变电站的继电保护技术的应用起到一定的规范与促进。在该技术规范中就当前我国智能变电站建设中的特点，重点对继电保护技术要求、配置原则、信息交互等各方面进行了系统的规范，并主要适用于110kV及以上等级的改扩建或者新建智能变电站继电保护配置的应用。

继电保护配置在功能上的实现，应将其作为一个完整的体系，并通过一次设备、保护装置、二次回路以及通道之间的相互协调配合，以发挥出变电站继电保护的整体功能。在变电站继电保护和站控层之间的信息交互采用IEC61850标准，跳合闸与联闭锁信息命令则采用GOOSE机制或电缆直接传输，数据信息的采集则可通过电子互感器或者传统互感器得以实现。

3.智能变电站继电保护总体配置方案与配置原则

3.1继电保护总体配置方案

在智能变电站的继电保护总体配置方案中，应通过变电站中的过程层和变电站层以共同构建成智能变电站的主体设备。对于变电站中的过程层和一次设备的配置应当实现独立保护，例如不是智能设备时，则应当将测控设备与保护设备等一次设备就近设置在汇控柜内，以有效减少运行与设备维护的工作量；如是智能设备时，则应当将设备装置在内部。该继电保护总体配置方案，可有效避免因数据采集、通信链路跳闸而导致的保护功能失效，同时还减少了继电保护配置中所需要消耗的网络数据份额。

3.2继电保护配置原则

（1）继电保护装置适宜独立分散及就地安装，继电保护装置的安装与运行环境均应满足相应的技术标准要求。110kV及以上电压等级的各网络应相互独立，为有效避免同一装置在接入不同网络时，所造成的网络之间的相互干扰，要求装置内部各网络的数据接口控制器也应完全独立。

（2）智能变电站继电保护的配置，应以加强保护装置的可靠性作为基础，并充分满足选择性、可靠性、速动性以及灵敏性等方面的要求。变电站继电保护方案的设计与实施不仅是继电保护装置，而且是继电保护系统，要求二次回路、一次设备以及保护装置进行配合协调。

（3）继电保护装置应直接采样，在采样时对多间隔或单间隔的保护适宜直接跳闸进行，如需采取其他的跳闸方式，要求相应设备均应满足配置原则中对于保护可靠性和快速性的要求。对电子式互感器的采样可通过两路独立的采样系统进行，每路采样系统均应接入合并单元（MU）并采用双A/D系统，每个合并单元（MU）的输出两路数字的采样值可通过同一条道路进入同一套保护装置当中。

（4）对110kV及以上电压等级的单母线和双母线分段等接线形式中，各间隔适宜配置独立的三相ECVT，以提高继电保护的可靠性，并实现对二次回路的有效简化。

（5）继电保护装置之间的联闭锁、失灵启动等数据信息，适宜采用GOOSE网络的传输方式。对于断路器接点位置可采用网络传输，而本间隔则采用GOOSE点对点传输方式，间隔间适宜采用GOOSE网络传输方式。

4.过程层的继电保护分析

4.1过程层的线路保护配置

线路保护分为了两个方面：一方面是交流线路保护，交流线路保护在远距离保护下，往往比较容易受到高电阻接地影响，在线路震荡的情况下比较容易发生短路，除此之外，受电气量范围影响，在双回线架设中，交流线路的故障测距误差较大；另一方面是直流线路保护，虽然直流线路受到主保护的行波保护，但是仍然受到行波信号不确定影响。

4.2过程层的变压器保护

变压器在线路运行中一般起到调节和控制的作用，对于保证供电线路的电压稳定有重要意义。过程层中的变压器保护配置一般情况下采用的是分布式配置，提供差动保护服务，在后备保护中，采用集中式的安装方式。对非电量保护采取单独安装方式，借助电缆，引入断路器跳闸，在采样和GOOSE的共同网络上可以通过光缆引入跳闸的命令。

5.变电站层的继电保护分析

在变电站层的继电保护中，变电站层的继电保护配置主要采用的模式是集中式后备保护。对于变电站的所有电压，全部按照等级进行集中配置。从变电站层的保护配置的实践过程来看，智能变电站所采用的这种模式，主要是采用自适应技术和在线实时自整定技术，加上保护配置具有广域保护的接口。因此，能够实现广域保护的功能和双重化配置的目标。

智能变电站中的后备模式不仅具有为本变电站的各个元件提供保护的功能，还具有为相近的变电站中的元件提供保护的功能。因此，智能变电站的后备保护会覆盖一定的范围，主要分为两个部分：第一个部分是近后备保护范围，涵盖本变电站的母线和直接出线；第二个是远后备保护范围，主要是由对端母线及其与之相连的所有母线构成。

此外，还可以有效运用离线定值整定算法，根据变电站不同的运行方式选择合适的定值整定算法。变电站层的继电保护配置中的集中保护设备可以根据电网中的运行参数来分析电网系统的整体运行态势。运行方式选定以后，继电保护配置就可以按照预先确定好的定制范围，来进行相关的保护操作。在后背保护系统中，除了基本的保护功能外，低压减载、备用自投以及过负荷联切等装置功能也可以通过增减集成增加进去。

结束语

继电保护配置是变电站中的一道防线，必须加强智能变电站的继电保护配置的研究，从过程层和变电站层实现继电保护配置的智能化，提高继电保护配置的保护水平。

参考文献：

[1]谭志杰.智能变电站继电保护配置的展望和探讨【J】.经济管理者，2012（403）.

[2]路亚.智能变电站继电保护配置探讨【J】.中国新技术新产品，2013（113）.