新一代智能站站域保护控制调试及应用

新一代智能站站域保护控制调试及应用

林波

林波

（四川通源电力科技有限公司610072）

摘要：文章结合四川资铁220kV新一代智能变电站新建试点工程，介绍了基于IED设备信息共享的新一代智能变电站的站域保护概念及其内容。提出了该站站域保护控制装置配置方案，从技术原理、SV/GOOSE采集、装置功能配置、性能试验等方面，分析了站域保护控制装置的调试方法及试验关键技术，为今后站域保护控制装置的调试提供了一定的经验和思路。

关键词：新一代智能变电站；站域保护；调试方法

0引言

随着四川智能电网的建设的开展，智能变电站作为智能电网的重要的组成部分和关键环节也得到长足的发展。近年来，常规智能变电站技术发展应用已经比较成熟，而近期试点的四川资铁220kV新一代智能变电站中呈现了一些新特点、新技术，如提出层次化系统中的站域保护功能。文章通过新一代智能站现场调试，提出了站域保护控制装置配置方案，从技术原理，SV/GOOSE采集、装置功能配置、性能试验等方面，分析了站域保护控制装置的调试方法及关键技术，详细论述了站域保护控制装置在该站的应用。

1站域保护概念及内容

新一代智能变电站结合最新理论研究成果和信息通信技术的最新应用，建立层次化保护控制系统，有效提升保护可靠性、灵敏性与选择性。系统由就地级保护、站域级保护控制和广域级保护控制三个层次组成，站域级保护控制作为承上启下的中间层，具有同时面向变电站本体和系统的动作属性。

站域保护控制装置是实现面向全站的保护和安全自动控制功能的一体化设备，基于智能变电站强大的网络通信能力及充分的数据信息共享优势，综合利用站内多间隔的电气量信息来判别故障，实现故障点的快速。准确、可靠隔离，现象系统后备保护功能优化，并可实现站内集中备自投、集中式低频低压减载等控制功能。

2站域保护控制系统配置方案

资铁变电站本期投入为2台容量为180MVA的主变压器，220kV为双母线，本期220kV出线6回；110kV为双母单分段，本期110kV出线6回；35kV为单母分段，本期出线共12回。

2.1站域保护控制装置配置

资铁站220kV及主变部分为就地双重化配置，110kV及35kV为就地单套配置，因此资铁站站域保护控制系统配置范围为110kV及35kV部分，为110kV及35kV部分的保护冗余。

站域保护控制装置为单套配置，系统由两台许继站域保护控制装置组成，两台站域保护控制功能通过配置相应软件模块来实现。

装置1功能实现110kV六回线路的后备保护冗余；装置2功能：实现110kV母线及失灵保护、35kV简易母线保护、过流加速、低频低压减载、进线备自投、分段备自投及主变过负荷联切功能等。每一台站域保护控制装置由数据采集及计算模块、故障判别模块、跳闸出口决策等模块组成。各模块简单功能如下：

（1）数据采集及计算模块：从过程层网上采取变电站电流、电压等SV数据以及断路器位置、刀闸位置、闭锁信号等GOOSE信息。

（2）故障判别模块：更具采样的SV和GOOSE信息，进行保护逻辑计算，计算各元件的故障信息和故障距离，执行故障判别算法，确定故障位置。

（3）跳闸出口决策：站域保护装置集成母线保护、断路器失灵保护等功能，根据一次设备电气量完成相关逻辑判断并出口，以GOOSE信息发送至过程层网络至各间隔智能终端实现一次设备动作，以MMS信息发送至35KV保护装置执行保护行为。

2.2SV、GOOSE采样及配置

（1）保护采样和跳闸均采用网采网跳，两台站域保护控制装置与过程层通信均采用千兆口在110kV过程层中心交换机和220kV过程层中心交换机上采取SV、GOOSE信息。

（2）两台站域保护控制装置与站控层通信均采用百兆电口连接，主要传输35kV保护动作信息及与站控层通信的MMS信息。

装置1SV、GOOSE配置：站域保护装置接收110kV六条保护测控装置的闭锁重合闸信号，接收线路合智单元的SV采样及GOOSE断路器位置等信息，保护测控装置接收站域保护的永跳闭重信号，合智单元接收站域保护的跳闸及重合等信号。

装置2SV、GOOSE配置：站域保护装置通过过程层接收110kV线路及主变三侧的电流、电压SV信息，接收110kV线路及主变三侧的保护装置失灵开入、智能终端位置及闭锁开入等GOOSE信息，同时通过过程层发送GOOSE动作信号至各智能终端。通过站控层接收35KV元件的位置、闭锁开入信息及采样信息，同时通过站控层发送动作信号至35kV各间隔。

3站域保护装置功能调试

3.1110kV线路后备保护功能调试

站域保护控制装置1配置110kV线路后备保护功能与现有110kV线路保护测控装置后备功能一致，站域保护控制装置为线路保护装置的保护冗余。配置有三段式接地距离保护、三段式相间距离保护、零序方向过流保护、过流保护等。

试验方法：将110kV线路配置SCD导入数字继电保护测试仪，线路的SV分别配置在测试仪1-6口输出，通过交换机后站域保护控制接收到采样值，通过数字继电保护测试仪输出故障状态验证站域保护装置保护逻辑正确性，同时订阅站域保护装置跳闸出口GOOSE块，验证跳闸出口信息是否正确。

3.235kV简易母线保护

为加速35kV母线故障的切除，装置设有35kV母线保护功能，按单段母线配置。母线保护由本装置与就地保护装置共同完成，它由动作元件和闭锁元件两部分组成，其中主变35kV侧开关过流启动为动作元件，母线上其他间隔过流启动为闭锁元件。闭锁元件动作逻辑由就地保护完成后通过过程层GOOSE方式发给本装置，母线保护动作后依次跳小电源、跳分段、跳主变本侧、跳主变各侧，

试验方法：将主变35kV侧电流电压的SCD导入数字继电保护测试仪，将SV配置在测试仪输出，同时观察站域保护控制装置2与站控层通信接收35kV其他间隔的启动闭锁信号，通过数字继电保护测试仪输出故障状态及35kV其他间隔电流启动动作验证站域保护控制装置保护简易母线保护逻辑正确性，同时订阅站域保护装置跳闸出口GOOSE块，验证跳闸出口信息是否正确。

3.3主变过负荷联切

站域保护控制装置2设有主变过负荷联切功能，按变压器配置。主变过负荷联切模块，采集单台主变高压侧三相电流、母线三相电压，在合理自动分配主变负荷基础上，监视主变负荷状态，采用“多级多轮”联切负荷的解决方案，在尽可能保全重要负荷的前提下防止主变过负荷运行。

将过负荷联切的动作分为5级，总共驱动8轮出口，每轮出口可单独整定。任一级过负荷联切动作后都可以顺序从第1轮到第8轮驱动出口继电器，直至本级电流返回。各轮之间的间隔时间可以灵活整定。

4结束语

本文结合四川资铁220kV新一代智能站现场调试，提出了该站站域保护控制装置配置方案，从技术原理、SV/GOOSE采集、装置功能配置、性能试验等方面，分析了站域保护控制装置的调试方法及关键技术，为今后站域保护控制装置的调试提供了一定的经验和思路。

参考文献：

[1]高翔.智能变电站技术[M].北京：中国电力出版社，2012.

[2]宋璇坤.新一代智能变电站研究与设计[M].北京：中国电力出版社，2014.

作者简介：

林波（1987-），男，助理工程师，主要从事电力系统保护控制及自动化、智能变电站二次调试等方向工作，281265151@qq.com。