智能变电站断路器失灵保护实现方式研究

吴　蕾　刘　伟（.中国电建集团华中电力设计研究院有限公司，河南 郑州 450007；.河南省众慧电力工程咨询有限责任公司，河南 郑州 450007）

智能变电站断路器失灵保护实现方式研究

吴蕾1刘伟2
（1.中国电建集团华中电力设计研究院有限公司，河南 郑州 450007；2.河南省众慧电力工程咨询有限责任公司，河南 郑州 450007）

在电力系统高压和超高压及以上电网中，断路器失灵保护作为一种近后备保护方式得到了普遍应用，在传统综自变电站中，一般采用操作箱内TJR/TJQ接点来启动失灵，而智能变电站通过虚端子/过程层网络来实现保护装置间信号传输，本文通过工程实例对比两者之间的差异，通过虚端子连接简化了接线，降低了成本，体现了智能变电站的优越性。

智能变电站；失灵保护；虚端子

在电力系统高压和超高压及以上电网中，断路器失灵保护作为一种近后备保护方式得到了普遍应用。近年来，国网大力推动智能变电站的建设，断路器失灵保护的实现方式也发生了变化，本文通过对已有工程的研究，讨论智能站失灵保护的实现方式。

1 传统综自变电站断路器失灵保护实现方式

传统综合自动化变电站中，保护、测控等二次装置间通过硬接点连接实现断路器失灵保护功能，通过从端子到端子的电缆连接实现保护装置之间的配合，至一次设备的出口。常见的主接线形式主要有双母接线和3/2接线形式。

1.1 双母接线方式

双母接线方式，一种实现方式是在线路、主变间隔配置失灵起动装置，起动装置内部判电流，失灵起动回路如图1所示。

SLA-2、SLB-2、SLC-2为失灵起动装置的分相电流判别接点，串接两套线路保护的分相动作接点TJA、TJB、TJC；SL2-2为三相电流判别接点，串接操作箱内的TJR（启动失灵不启动重合闸）、TJQ接点（启动失灵启动重合闸），三相和单相启动失灵回路并接后，作为启动失灵信号01A，03接入母差保护的失灵保护，符合动作条件后，失灵保护动作，跳开本段母线上所有断路器。

接TJR/TJQ的优点是各种跨间隔保护（母差跳各间隔，主变联跳母联）与本间隔保护出口信号都要进操作箱，且都是三跳，通过TJR/TJQ线圈重动多个接点，这样省去了断路器失灵保护至各个间隔保护和母差保护的多根电缆，接线清晰。

1.2 3/2接线方式

采用3/2接线方式，失灵保护功能由断路器保护实现，失灵保护的判别同样采用保护动作与电流判据。

线路保护、主变保护出口时同时向本进线两侧断路器保护发失灵启动信号，断路器保护内部判电流，当符合动作条件时，边断路器保护向母差保护、中间断路器及远跳发联跳信号，中间断路器保护向两侧断路器及远跳发联跳信号。

2 智能变电站断路器失灵保护实现方式

智能变电站各二次装置通过光缆连接，SV（模拟量采样值）信息和GOOSE（开入开出信号）信息经过处理打包成帧，通过光纤传输，每一芯都能传输多路信号。智能站操作箱与智能终端一体化设计，与保护装置采用光缆连接。

2.1 虚端子简介

在智能变电站中，原有传统的端子减少大半，取而代之的是基于网络传输的数字信号，原有点对点的电缆连接也被网络化的光缆连接所取代。国内智能变电站的“二次回路”一般采用虚端子方法设计。顾名思义，虚端子是一种虚拟端子，反映二次装置间采样值、开入开出信号的连接及原理，端子之间的连线是逻辑连接，并不是实际连接。

2.2 通过虚端子实现断路器失灵保护

对于常见的智能变电站，操作箱包含在智能终端中，布置于就地；过程层网络一般按电压等级配置，每个间隔或者每几个间隔配置间隔交换机，与上级的中心交换机通过光纤级联。对于本间隔保护和母差保护，采用专用光纤芯实现直采直跳。对于失灵保护，保护装置通过本间隔交换机-中心交换机-目标间隔交换机收发GOOSE信号。因此，失灵保护，主变保护联跳母联等跨间隔保护不需要专门的接线，所以各保护装置通过网络即可方便地收发失灵启动信号，所以操作箱中取消了TJR线圈和硬接点。

2.2.1 间隔保护启动断路器失灵保护各间隔启动失灵信号通过光纤和交换机发至母差保护（失灵保护）由母差保护判别断路器失灵，联跳各断路器。逻辑上各间隔保护与母差保护有虚拟连接。以线路保护为例，虚端子回路如图2所示。

2.2.2 母差保护（断路器失灵保护）动作后联跳回路

母差保护（断路器失灵保护）跳主变高压侧断路器进行失灵判别，发现断路器失灵后，向主变保护发送联跳主变各侧信号。主变保护跳高压侧出口后，经过t1时限，向母差保护发解除复压闭锁信号，经过t2时限向母差保护发失灵启动信号。信号连接方式与图2类似，通过虚端子连接。

图1 失灵起动回路

图2线路保护向母差保护（断路器失灵保护）发起动失灵信号的虚端子图

结语

智能站通过虚端子逻辑连接在网络中传输信号，不需要各间隔之间复杂的重复接线，所以操作箱中取消了TJR线圈和接点，由各保护装置间通过网络直接传输信号实现失灵保护。取消了操作箱中TJR线圈和接点，简化了其结构，降低了成本，体现了智能变电站优越性。

[1]庄博，黄梅. 失灵保护的实现方案[J].继电器，2005，33（13）：82-87.

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