探析智能变电站保护配置方案

1、探析智能变电站保护配置方案【摘要】智能变电站以数字化继电保护方式为辅助，与传统变电站相 比有着可靠性和速动性的优势，顺应了电力系统自动化技术发展的趋势, 但是继电保护技术仍需要不断总结和分析，进一步发展到综合自动化水 平。本文探讨了智能变电站保护配置方案。【关键词】智能变电站保护配置中图分类号：tm63文献标识码：a随着智能电网发展，传统型继电保护配置不足逐渐显现出来：传统继 电保护配置中，不同配置间没有统一协议，只能靠特定参数值相配合。为 了保证保护动作选择性，不可避免要対多种继电保护设备多次调试，相互 迁就。但是我国电力供求状况呈逆向分布，发电站主要分布在西、北部， 用电人户集中在中、东部

2、和南部沿海地区，供求两地相距其远，要求采用 远距离，超高压或特高压的输电方式来达到供求关系平衡。智能电网时代 要求建立与其匹配的智能继电保护，而广域信息交互技术的出现为智能继 电保护发展提供了可能性。一、智能变电站的继电保护配置机构。智能变电站的是在自动化一次设备基础上加上网络化二次设备，以 iec61850通信规范为前提，实现信息的共亨和交互性，并具有继电保护和 数据管理等功能的现代化变电站。智能变电站可以分为三个层次，即现场 间断层装置、中间网络通信层、后台的操作层。过程层包括合并单元、智 能终端和接口设备,其核心设备是交换机。间隔层承担着对设备进行保护 和控制的作用，对间隔层数据的实时采

3、集以及控制命令发出的优先级别等, 开展操作同期以及其他控制功能,承担承上启下的通信功能。控制层的主 耍设备是主机、运动装置、规约转换器等。主要功能是，对全站数据信息 的实时汇总，对数据库的刷新，并把收集到的信息传送到监控中心接受指 令，向间隔层和过程层传递指令。另外，可以根据不同运行方式，预先结合 离线定制整定算法，确定几套定值整定方案，确定系统运行中发生状况时， 保护相应切换到预先设定好的一套定值区。智能变电站按照对象进行保护装置的配置，如主变保护、线路保护、 母线保护等，和采用常规互感器时一样，只不过将原来保护装置的交流量 输入插件更换为数据采集光纤接口，用以太网统一传输goose以及采样

4、值。二、继电保护的常见问题分析。继电保护装置对于设备运行屮出现的故障，都要坚持不误动的原则处 理，尽量不失去保护、不破坏系统去对事故装置进行处理，来保证电网运行 的安全。随着电网的覆盖范围越来越大，短路电流故障的发生也随z增 大,ta伏安特不能满足电网要求，引起故障延迟切除和区外故障误动等。变 电站直流系统接地引发继电保护错误跳闸。由于继电保护保护定值设置项 多,控制字和跳闸矩阵设置出现问题。在用电季节性高峰期，容易发生超负 荷，智能变电站检查、切换的工作量大，容易出现错误。110 kv及以下系统 釆用远后备，无母差保护，备自投等，上一级保护难起后背作用，进一步扩 大事故，造成供电中断等。二次

5、冋路问题，继电保护涉及到的二次冋路数量 较多、接线复杂，常常是故障频发环节。设备检验时,通常会注重检查设备 本体，忽视对二次冋路接线检查，所以运行中会出现二次回路接线故障。比 如开口三角n与l、pt切换时失去了零序电压,造成回路不畅通等。三、智能变电站的继电保护配置。1、在智能变电站的发展进化中，继电保护经历了由模拟式到数字式保 护的过程。智能变电站中的智能化一次设备和网络化二次设备，使各个电 气设备能够达到信息共享和交互性操作。在分层配置的继电保护方案中， 线路保护、变压器保护等安排在过程层，直接可以取得mu智能操作的数据 信息和采样,不必经过过程层的交换机。多间隔的母线保护配置在间隔层，

6、获得数据信息需耍经过过程层的交换机。智能变电站的站域保护管理单元, 在后台控制层。2、在分层配置方案里,主设备的保护，例如线路保护、变压器保护等， 不需要一览间隔信息，直接和mu智能操作箱进行信息交流,并且不受网络 信息瘫痪的影响，进行脱机交换。在智能变电站完全实现了保护性能，消除 了传统中继电保护人员对网络安全的担心。在该方案中，对后台控制进行 了集中控制和决策，只要是对变电站的所有设备进行统一的监控和保护。 这些设备包括，线路负荷保护,线路重合闸，电源备自投等。这些没款可以 通过后备保护进行整体的配合，使原来分散到变压器、母线、线路等得保 护的重复装置进行整合得以简化，提高了变电站运行的效

7、率。很好解决传 统中对设备保护动作时间过长、故障切除范围较人的问题。3、自适应去调整保护定值和保护范围，避免变电站直流系统接地引发 继电保护错误跳闸。传统中保护定值由运行人员切换定区域，智能边站可 以根据实际运行情况调整保护定值，也可以由人工来进行定值调整，实际 运行情况的考虑涉及到线路保护，旁路运行方式等。4、站内继电保护的测试涉及到光纤以太网性能测试，跨间隔数据同步 测试等。由于继电保护装置的介质是光纤，采用的是光数字电压和电流信 号的输入方式，所以跨间隔数据同步性测试十分必要。四、智能继电保护配置的主要方式。根据保护范围不同，智能继电保护系统可分为三种保护方式，即广域 电网保护，站域电网

8、保护和就地化间隔保护相互配合的组成方式，这三种 保护方式各自有着不同特点。1、广域电网保护，可以保护包括中心站在内的十儿家变电站。中心 站利用决策主机收集所包含的所有厂站信息，以其保护的单位元件为主要 保护对象，通过分析判断所收集到的信息进行故障保护。区域保护可靠性 最强，故障检测角度最为全面，同时对决策主机处理能力要求也最高。广 域保护系统的特点如2实时可靠地采集电力系统多点信息。全球定位系 统技术、数字化信息技术的发展，为电力系统的广域测试提供技术支持， 基于相量测试单元的广域测试系统为电力系统实现实时可靠测试提供了 可能，满足智能电网大空间和同时间要求。支持多种电源接入电网，广域 保护将

9、电力系统看做一个统一的整体，可以实时保护接入的多种电源，并 依据程序准确判断调整以期适应多电源接入电网。广域保护具冇自我控制 能力，可以在故障出现并隔离后，系统依据现实做出自我调整以期实现电 力系统安全稳定运行。广域保护自我控制能力是为了防止大范围连锁故障 出现。2、站域电网保护，主要是作为一个变电站的后备保护，保护范围小 于区域电网保护，是站域中心机利用收集到的变电站各个元件的信息，分 析判断英存在故障完成保护。站域电网保护対主机计算能力，处理能力要 求低于广域电网保护。3、就地化间隔保护，主要是保护相应的具体一次设备。保护装置根 据主接线方式、电压等级等具体方案，安装于gis汇控柜或智能控

10、制柜中, 柜体按间隔散布在具体设备附近。分布在设备附近的保护装置各自采集本 地信息并与其它信息互相分析交换完成保护动作。就地化间隔保护方式灵 活，对单一决策依赖小。但是信息庞杂，重叠率高，交互性差。结语：电网改革作为我国电力工程的重点，其建设和发展不可避免地 影响了智能变电站继电保护环境，对变电站继电保护提出了更高标准的要 求，广域交互信息技术的出现则为提高继电保护提供了可行性思路。因此, 在未来研究智能变电站继电保护设备方面，需要重点考虑：(1)对继电保 护元件进行改进。(2)继续研究广域电网保护的新方法新思路，把广域式 电网保护、站域式电网保护和就地隔离保护有机统一到智能电网保护中。参考文献1 谢明宏大型发电机变压器继电保护研究j魅力中