500kV智能变电站继电保护配置方案的分析

摘要：伴随着科学技术的不断进步与我国人民经济水平的提高，我国各行各业规模不断扩大，对电力的需求量也因此不断加大。同时在近些年来我国开始不断兴建智能变电站，完善智能电网的铺设，为了确保这些变电站能够安全地运行，保证我国庞大的电力供应，对500kV智能变电站的保护方案开始成为相关领域研究的要点。500kV智能变电站的继电保护配置不同于传统的变电站配置方案，要想保证这些智能变电站的有效工作，就必须要对其设计一个新的全方位的继电保护配置。

关键词：500kV智能变电站;继电保护配置;保护方案

一、500kV智能变电站继电保护配置设计路径

1.1设计原则

智能变电站与传统变电站在结构、二次设备布置方式、保护接口、通信规约、对时方式等层面存在显著差异，智能变电站继电保护配置设计也因此具备较高独特性，这种独特性在继电保护配置设计原则层面便有着较好体现。在500kV智能变电站继电保护配置设计中，为真正实现“可靠性、选择性、速动性、灵敏性”的要求，设计人员必须遵循双重化设计原则。此外，保护采样及跳闸还需要采用直接电缆跳闸的开出量、SMV网络方式的采样开入量、GOOSE网络方式传输的开入与开出量，500kV智能变电站继电保护配置设计方案质量将由此得到保障。

1.2设计路径

在500kV智能变电站继电保护配置设计中，设计人员需关注GOOSE网与继电保护的配置、非常规互感器与继电保护的配置，常规保护配置方案、集中式保护配置方案的选择也应得到设计人员的重视。作为2种常见的继电保护总体配置方案，常规保护配置方案具备容易实现继电保护过渡优势，但无法较好适应智能化一次设备变革影响属于该方案的不足，而集中式保护配置方案则能够较好适应数字化继电保护配置、智能化一次设备变革，但该方案对保护设备的要求较高，电力企业必须结合500kV变电站实际合理选择继电保护总体配置方案。

二、智能变电站继电保护的具体内容

2.1分布式母线保护

传统的集中式母线保护的接线方式较为复杂，而且经常会收到电磁干扰，不利于保护工作的进一步扩展，而在分布式母线保护，具有较高的分布处理能力，是母线保护的主要发展方法，同时还保护了中央处理单元，和分布式母线保护中的间隔处理单元之间能够进行良好的数据交换。

2.2变压器保护

其次是变压器保护，变压器是智能变电站中的关键设备，而对变压器的主要保护动作为差动保护，其中最为关键的两个问题分别为，励磁涌流和故障电流。只有保证这两个方面，得到正确的识别，才能够真正的在外部短路情况下，防止出现不平衡电流造成的保护误动情况。而在智能变电站继电保护中的电子式互感器就能正确的区分这两种不同的电流特点。

2.3线路保护

变电站中的电子式互感器因为不存在铁芯也就不存在铁芯饱和问题，尤其是在安装了继电保护配置以后，保护的启动、选相以及距离阻抗元件的性能得到了充分的提升，而变电站中动作的准确性也相对提高。需要注意的是，在线路保护中，要以纵联差动保护和纵联距离保护为主要内容，而后备保护等的工作要放在集中式保护中。

三、500kV智能变电站继电保护配置设计方案的分析

3.1 500kV断路器保护

想要对500kV智能变电站继电保护装置设计方案进行全面的优化和完善，首先就要对500kV断路器进行保护，要在500kV线路保护方面，进行直接的采样和跳断路器动作，利用GOOSE网络对于断路器失灵和重合闸启动，分别安排使用两个不同的路由通道，通过通信专业的通道安排作为主要的依据。其次，在断路器保护中也同样采用直接采样、跳闸的方式，一旦断路器失灵，那么GOOSE网络就会让相邻的断路器起跳，再则，500kV的母线保护方面也采用一样的方式，利用GOOSE网络实施失灵启动。最后还有故障测距装置，让线路故障实现精确定位，比如在地形复杂、巡查不变的线路中，可以安装专门的故障测距装置配置，進而形成点对点的传输方式，只要保证数据采样的频率大于500kHz，就能够让智能变电站继电保护装置的作用得到真正的发挥。

3.2设备设置的特殊要求

但是在具体的应用过程中，500kV智能变电站对于设备装置还有一些特殊的要求。比如，在直流电源中，应该使用双重化的保护方法，并且对于一些合并单元、交换机以及智能终端等方面需要两组独立的直流蓄电池，才能够让直流电源能够稳定的运输，最终实现双重化的运行。而在智能终端方面，每套智能终端都要具有一定的交互功能，比如，在保护跳合闸命令中，智能终端要能够接收相应的断路器信息，才能够确认断路器命令并且测控手合。只有保证了智能终端的信息交互功能得到真正的实现，才能够对断线监视以及闭锁功能等进行严格控制，最终保证整体运行的安全和稳定。最后还有压板设置，所谓的压板设置是指在检修压板中使用硬压板，而在保护装置中主保护和后备保护都采用软压板，让远程操作的要求得到充分的满足。以在压板投入到检修工作中为例，在检修压板投入的情况下，要全面综合的参考参数、配置等相关文件后，才能够进行下装，而在下装时也要注意闭锁保护。

3.3设计方案的优势分析

上文中的设计方案和传统变电站设计方案相比，优势较为明显，具体可以从以下两个方面来进行综合的对比。第一，在全新的设计方案中二次设备实现了网络化，第二，整体电网的数据平台更加标准化。前者在一次系统中模拟量和开关量的数字化基础上，利用二次设备采集信息的方式采集光缆，最大程度的节约了整体电网系统中需要的有色金属材料，减少成本的同时，也全面的提高了整体设计的经济效益和社会效益。

四、总结

随着越来越多的新型智能变电站的建立，在对500kV智能变电站进行继电保护装置的配置时一定要注意所说的这些关键点，并且目前我国的电网建设在进行方案设计时基本都是通过数据采集、模拟方案，并对各个阶段的具体方案进行模拟制定来进行方案设计。我们在日后的电网建设规划中应当要能通过各种方式来提高方案的适应程度，减少问题发生的概率。

参考文献：

[1]李旭东，王峦，马骏.500kV智能变电站继电保护配置方案的分析与探讨[J].通信电源技术，2017.

[2]张婷，王志刚.500kV智能变电站继电保护配置设计方案分析[J].内蒙古电力技术，2013，31（5）：111-114.

（作者单位：江苏电力有限公司检修分公司特高压中心）

作者简介：吴彬（1982.10.21），性别：男;籍贯：江苏常州;民族：汉;学历：本科、学士;职称：工程师;职务：设备技术;研究方向：特高压直流技术。