220 kV智能变电站继电保护配置方案研究

张家福

（广东电网公司湛江供电局变电管理所，广东 湛江 524000）

0 引 言

智能电网发展的产物是智能变电站。为有效提升智能变电站的建设效益，国家电网应规范智能变电站继电保护技术规范。针对智能变电站继电保护特征，着重分析继电保护体系的技术要求、配置原则和合并单元等。基于此，简述了220 kV智能变电站继电保护体系的方案和发展趋势。

1 智能变电站

1.1 优化互感器工作法

220 kV配电模式低电压和电缆使用的是地面沟槽盒，选用光纤把电子互感器高压和低压连接到一起，提升电磁干扰力，缩减压侧的输出信号，避免出现短路情况。220 kV智能变电站选用电压和电子式电流组合实行互感，从而除掉主管套，提升了互感器的水平，优化了互感器工作效果，使得变电站工作具备一定的调压控制力[1]。

1.2 健全网络处理体系

对于220 kV智能变电站运行状况来说，需要健全网络处理系统，其中包含GOOSE和T站等，健全辅录波、查询辅助性设施，方可统一供电。

1.3 实施一体化操作

在常规变电站调试和220 kV智能变电站的继电保护中，需要实现操作主机间的一体化流程，进而构成和主机有关的集成子站，实施一体化操作，防止人为要素导致的事故。这样不但可以实现一体化操作，还可以有效避免资源浪费[2]。

2 220 kV智能变电站继电保护方法

2.1 变压器配置设施

保护电压器是集通信、监视和保护为一体的电器设施，也是构成智能化开关的电器单元。变压器保护壳包含了20多项标准化保护流程，不但可以模拟一次设施电流电压，也能实现支持开关量的作用。在保护变压器时，保护层配置为分布式模式。此种配置模式能够实现差动保护，也能应用于集中安装和后备保护。

2.2 过流电限制设施

致使外部短路和电流出现超负荷的原因是，智能变电站在运行时通常遭到电流过载等。外部出现故障致使跳闸是由于超负荷电流和其他电流值大小存在差距，需要在配置中使用过流电限制方法，准确测量变流电产生的电流值。若是有超负荷电流情况发生，则要向智能终端及时发出警报，同时实施对智能保护系统的保护，从而提高继电保护体系的有效性[3]。

2.3 继电保护体系的设施

智能化变电站体系与继电保护系统保护作用相结合，应使用纵联差动的模式保护线路，保护和控制电压间的间隔单元。集中式和后背式作为装置模式，能够随时监测电力系统的运行情况，从而保护继电系统。这不仅是继电保护系统的主要流程，也是提升继电保护系统安全性的有效方式[4]。

3 220 kV智能变电站继电保护方式

3.1 战域保护功能的意义

站域保护是在相同网络支持下，使用计算机优势调动全站信息。当收到微机发出的危险信号时，计算机需要迅速开启后备保护。由于此过程使用电信号传递计算机信息，因此后备保护时间短，可以满足智能化发电站的快捷性和灵敏性需求，也能实现电路保护功能[5]。

3.2 就地化间隔保护措施

在智能变电站中安装继电保护设施时，应将其安装到保护设备附件中。这样能够有效遵循就地化原则，一方面可以减少事故发生时继电保护反应的时间，另一方面能够最大程度降低事故发生率。当铺设新型微机一体化线路时，应同时进行变压器保护措施，合理配置现场保护设施，从而提升智能变电站的稳定性和运行性，保证设备和人员的安全。目前，新型保护装置选用电缆数据采集模式。使用数字化处理不但可以具有时间优势，也能通过计算机充分调配时间，争取在最短时间内启动保护继电设施，从而快速提高设施的安全性。

3.3 优化设施设备，减少端口浪费

目前，我国使用的智能变电站电气设备通常来自知名企业，虽然在技术上设备比较先进，但生产过程是按照本国变电站为参考制造的，需要在选购时考虑结构复杂性、技术先进性等问题，保证设备质量的同时，保证优化智能变电站的设施，尽量缩减设备设施繁琐性，减少多余端口。这样一方面有利于更好地操作设备，另一方面与智能环保要求相符。因此，应该在我国智能变电站初期合理配置站内设施，实现资源节约。

4 智能变电站继电保护制度

根据智能变电站继电保护制度，使用智能变电站继电保护加速了建设智能电网的脚步，有效提升了智能变电站的建设效益，不但保护了智能变电站，也统一规范了智能变电站要求。研究和探索继电保护技术，以提高安全性和保护性继电技术为目的。继电保护智能化应遵从“快速性”和“选择性”。从规范中能够看出，220 kV电压继电保护和有关设备应根据双重化标准进行配置，而对于双重化配置也有诸多要求。

第一，独立保护装置应及时处理可能出现的故障，同时两套保护气体间不存在任何电气联系，若是其中一套出现故障，另一套仍可继续处理。两套保护的采样值来自于独立合并单元，电子型互感器使用的采样系统要和双重化合并单元相互对应。采样系统应使用A/D体系，各合并单元所输入数字采样值应选择同一通道进到相同保护装置。保护采用点使用对点直接采样法，可以不依赖外部。此间隔的断路器使用位置，选择点对点模式。智能变电站可选择使用电子式互感器，继电保护可以使用就地安装法，采用常规互感器，使用电缆跳闸。

第二，双重化配置使用的网络也应独立。当一个网络出现瘫痪时，不影响其他网络的运行。当SV网络通过传输方式选择采样种类时，继电保护间的失灵、闭锁等信息可通过GDOSN网络传输。同时，一些保护使用网络模式跳闸，而间隔断路器使用的也是网络模式。同装置接不同网络时会产生干扰，因此装置网络数据接口的控制器应处于独立状态[6]。

第三，相同的两套保护跳闸回路对应的智能终端应处于独立状态。智能终端也要对断路器的跳闸圈进行单间隔保护。特殊条件下，应使用其他跳闸模式，满足可靠性和快速性的需求。

第四，双重化线路的纵向保护应具备两项独立通信设施和独立电源，两套保护设施（包含合并单元、网络设施和电子互感器等）的直流电源也要相互对应。

第五，保护需要就地安装，不应独立分散，这对于保护设施自身和运行环境都有着严格规定。当保护设备就地安装时，需要放置在智能控制柜和开关柜中，柜中温度应控制在-60～-20 ℃。从当前智能变电站的发展趋势看，科学设计和统一规划智能变电站是当前建设智能电网的保证[7]。

5 结 论

随着数字化变电站的发展和进步，智能变电站逐渐凸显出优势。随着社会经济的发展和进步，传统变电站继电保护设施已无法满足智能电网的发展需要。和传统变电站相比，智能变电站有着更加广泛、深层次、结构繁琐的信息处理和采集。智能变电站设施有着功能集成化、信息数字化等特征，符合当前用电特征。智能变电站技术不仅解决了传统变电站缺陷，而且提供了全面的数据采集，使继电保护专业技术迈向科学性和专业性，为电力发展奠定了基础。