变电站中母线的保护及相关技术研究

张楠 张军

摘要：在智能变电站技术的进步之下，继电保护已经从常规保护发展到了数字化保护，数字保护能够直接获取到电子式互感器的信息，智能变电站在我国的广泛应用给电网技术的发展带来了巨大的机遇，但是也带来了一些挑战，本文主要分析智能变电站中母线的保护及相关技术。

关键词：变电站 母线 保护技术

在智能变电站技术的进步之下，继电保护已经从常规保护发展到了数字化保护，数字保护能够直接获取到电子式互感器的信息，分布式母线保护有着分散式的特征，在变电站中发挥着十分重要的作用，因此，对于变电站母线保护技术进行研究有着十分重要的意义。

1 智能变电站母线保护分析

1.1 智能变电站母线保护原理 电磁式互感器误差与二次回路负荷有着密切的关系，负荷变化有着不可预知的特征，因此，CT误差变化也是难以进行估量的，而电子式互感器不会受到负载的影响，在实际的运行过程中，有很多独立的误差环节，代表性的就是输出误差与采样误差，在智能变电站运行的过程中，使用母线差动保护时，就不用再额外的分析饱和的因素，只要分析电子式互感器误差问题即可。而电子式互感器有着线性度好、线性范围大以及频响范围宽的特征，其频率范围较为狭窄，难以满足继电保护与计量的双重需要，因此，必须要采取科学有效的保护技术。

1.2 母线保护结构 传统的母线保护结构多使用集中式方式，在智能变电站中，有大量的母线支路，该种模式在处理数据时，需要面临着较大的压力，因此，可以优先使用分布式母线保护模式，该种保护模式有着良好的抗干扰能力，也会成为未来阶段下母线保护的发展方向。

1.3 母线采样值同步情况 现代化智能变电站母线保护对于采样值同步有着较高的要求，母线保护需要的电流与电压量主要通过电缆保护实现保护功能，各个通道的采样可以实现同步，在分布式母线保护模式中，接收的数据可以实现同步，为了解决传播数据稳定性的问题，需要采取科学的措施来控制好同步的误差。

2 变电站分布式母线保护措施

在智能变电站之中，母线保护改进需要从两个方面进行，即母线保护配置与母线保护原理，在技术水平的发展之下，母线保护配置也表现出了一些灵活性的特征，母线保护对于网络可靠性也提出了比之以往更高的要求，需要根据电压等级、以太网传输能力选择合理的配置方式。

对于电力系统而言，母线故障是一种最严重的故障，集中式母线保护有着电缆过长、二次接线复杂、难以扩展、易受干扰的特征，也难以适应母线运行方式的变化，与之相比，分布式母线有着分散处理以及面向间隔的特征，可以降低母线故障率，因此，该种保护措施也受到了广泛的关注，这主要有两种保护措施：

第一，在主站分布式母线保护模式中，间隔保护单元只与主站通信，主站与间隔单元能够一起完成保护措施，该种模式可以使用电流差动原理来完成母线的保护。

电流差动能够实现对数据的集中采集和集中处理，在进行处理时，需要将SV采样数据与BU进行合并，将合并集中完成后的数据传送到主单元中，这样即可实现母线保护的功能，在这个过程中，通信网络是关键性因素，而GOOSE网与SAV网共同构成了过程层网络，在这一背景下，采样值传输规范是多种多样的，其中，代表性的就是IEC61850-9-1、IEC61850-9-2，IEC61850-9-1使用的是曼码串行数字输出接口的传输方式，IEC61850-9-2使用的则是以太网传播方式。

在实际应用的过程中，考虑到报文编码格式较为复杂，在解码时需要进行复杂的计算，因此，需要在其中应用硬件解码技术，这可以将其加入到CPU插件中，将其输出状态编码处理，这对于CPU也提出了较大的要求，在具体的应用过程中，需要对各种情况进行深入的分析，选出最适宜的技术。

第二，对于无主站分布式的母线保护措施中，间隔保护单元能够通过过程层网络来接收相关的信息，并做出相应的判断，该种模式能够使用判别式原理完成保护功能。

就现阶段来看，对于无主站分布式母线保护多使用9-2点对点保护措施，不会直接使用母线差动保护措施，该种保护措施的编码十分的灵活，能够有效降低母线故障发生率，该种模式更加符合数据共享以及功能分布的思想，可以有效减少光线的使用数量，优化跨间隔传输效率。但是，采用该种模式不能完善防止母线问题的发生，基于这一因素，就必须要考虑到采样值网络对时与报文的传输流量问题。

在智能变电站环境之下，可以通过光纤网络将母线保护功能散播到间隔单元中，以此为基础来分析母线的故障情况，发出相关的命令。

3 结语

总而言之，智能变电站在我国的广泛应用给电网技术的发展带来了巨大的机遇，但是也带来了一些挑战，为了应对智能变电站的广泛使用，继电保护技术必须要根据智能变电站的发展进行适宜的调整，克服传统技术的不足，这样才能够实现变电站的稳定、安全运行。

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