智能变电站的继电保护方法分析

摘 要：继电保护是智能变电站的重要组成部分，其对于保障智能变电站的安全、稳定运行发挥着非常重要的作用，结合智能变电站运行特点，应选择科学有效的继电保护方法，加大对智能变电站继电保护的研究，推动智能变电站的快速发展。本文分析了智能变电站继电保护设置要求和架构形式，阐述了智能变电站继电保护方法，以供参考。

关键词：智能变电站；继电保护；方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.124

0 引言

近年来，我国电力规模不断扩大，智能变电站在整个电力系统中的作用越来越突出，而随着智能变电站的快速发展，各种新型电力设备数量不断增加，这对于继电保护装置设置的要求也越来越高，为了保护智能变电站的安全、稳定运行，必须加强继电保护设置，采用合适方法，充分发挥继电保护装置的重要作用，提高智能变电站的经济效益和社会效益。

1 智能变电站继电保护设置要求

智能变电站的电气设备和结构设置比较复杂，继电保护设置必须满足以下几点要求：其一，继电保护装置在智能变电站中的配置应满足快速性、灵敏性、可靠性、选择性等要求，确保继电保护装置动作的准确无误，严禁出现误动作或者不动作，保持较高的灵敏性，消除故障隐患；其二，智能变电站的站控层MMS网、GOOSE网和过程层SV网之间是相互独立的，各个层次接入继电保护装置时，应保持各个控制器数据口保持独立；其三，智能变电站中的单母线和母双线分段形式不同，在条件允许的情况下，可以设置电子式电压电流互感器；其四，结合智能变电站的实际运行情况，还可以设置测控保护一体化装置设计，实现对智能变电站的操作控制和继电保护；其五，智能变电站在电气设备现场设置继电保护装置时，可集成安装智能终端的一些应用功能；其六，对于智能变电站的主变压器，冗余配置各侧合并单元，其它间隔合并单元可以单套进行配置；其七，对于智能变电站的合并单元，通过网络报文记录和故障录波记录过程层网络信息，还应保持GOOSE、MMS、SV等网络接口数据的独立性[1]。

2 智能变电站继电保护设置架构

智能变电站继电保护设置主要包括变电站层和过程层，如图1所示。对于智能变电站的一次设备，继电保护设置可以独立配置过程层主保护，如果一次设备是智能化电力设备，在一次设备内部安装继电保护装置，或者在汇控柜中安装测控设备、合并器和继电保护装置，便于这些设备的维护检修。同时，智能变电站通过以太网来传输采样值和GOOSE，通过以太网数据帧形式来下达跳闸指令，获得开关状态，可以实现分布式保护装置的数据同步性，基于IEEE1588通信标准，避免由于通信链路交叉或者跳闸等原因造成继电保护装置出现误动作。智能变电站的继电保护配置应坚持双重优化原则，独立完成整个智能变电站的设备保护功能，实现测控任务，实现智能变电站信息的共享，在线路保护和变压器保护过程中，通过MU智能操作箱实现信息交流，统一对智能变电站设备进行监控和保护。

3 智能变电站继电保护方法

（1）变压器保护。结合智能变电站的实际运行要求和具体规划设计，可以通过两套线路来设置变压器电量保护，使后备保护和主保护进行分离，实现变压器运行优化和后备保护的一体化，实现双保险保护模式，提高变压器的安全性。若智能变电站的保护电路设计采用双配套设置形式，其电路两侧的智能终端设备和合并单元都需配置双套保险，并且保护电路对应MU侧、间隙电流线路和中性点电流都应进行双套保护设置。一旦智能变电站变压器出现启动故障、闭锁设备自投、分段段断路器自投、保护跳母联等故障时，通过GOOSE网络层传输相关故障信息，然后智能终端和变压器保护装置通过GOOSE网络得到故障跳闸执行指令，将各侧断路器和故障变压器断开[2]。同时，对于主变压器上的智能终端设备，可以采用单体配置方式；对于主变压器的低压侧、中压侧和高压侧的智能终端设备，最好采用线路保护冗余配置方式，利用上传的非电量信号，通过开关非电量保护，确保主变压器智能终端实现线路保护。（2）线路保护设置。为了提高智能变电站的测控和保护水平，实现操作控制和站内保护功能的一体化，对智能变电站利用间隔保护配置方式进行各个单套配置，在很多智能保护线路中，多是通过断路器直接阶段或者数据信息采样等方式来实现保护功能，通过GOOSE网络，导致断路器失灵，发挥重合闸保护功能，在智能变电站控制电路中，不同线路控制装置和间隔保护测量通过GOOSE网络实现信息交换，还可通过点对点连接来控制智能终端设备，实现单元合并、信息传输等功能，完成直接跳闸和数据采样，不用通过GOOSE网络实现智能变电站断路保护。同时，智能变电站母线和主干电路中电子式互感器可以通过相关电压信号，连接各个合并单元以后，通过数据打包形式来处理智能变电站数据，被保护测控装置和SV网络通过通信光纤来传输信号，并且通过GOOSE网络来传输测控装置接入间隔信息[3]。（3）母联保护。智能变电站的母联分段保护设置和线路保护设置有很多相似之处，在设置分段保护装置时，将智能变电站终端设备和合并单元连接起来，不利用相关网络数据进行保护跳闸和直接采样，这样可实现智能变电站的母联保护跳闸。同时，结合智能变电站的运行特点和设计要求，智能变电站的分段保护必须采用单套配置方式，从而实现对智能变电站的准确测控和安全保护。当前，智能变电站的分段保护跳闸主要采用点对点直接跳闸方式，利用GOOSE网络对各个保护分段实现母联保护。

4 结束语

智能变电站是我国变电站系统未来发展的重要趋势，和传统变电站相比，其内部结构形式更加复杂，电力设备更加多样化，因此必须高度重视继电保护配置，结合智能变电站的实际运行特点，优化和改进继电保护配置方法，加强继电保护配置管理和控制，提高智能变电站的安全性、可靠性和稳定性。

参考文献：

[1]解晓东.智能变电站继电保护配置分析[D].山东大学，2013.

[2]吕梦丽.智能变电站继电保护结构分析与仿真研究[D].广东工业大学，2015.

[3]杨超.110KV智能变电站的继电保护分析[J].数字技术与应用，2012（08）：170-171.

作者简介：邹翔（1984-），男，河南驻马店人，本科，研究方向：电力系统自动化、继电保护。