国网山西省电力公司运城供电公司 山西运城 044000
摘要：国家电网是我国的支柱产业，关系着国家的经济发展，并且属于国家公用事业，在国民经济中有着举足轻重的地位。在当前电力事业的发展中，对于智能变电站的研究备受关注，与此同时，智能变电站的就地化保护也备受关注。因此，要积极对智能变电站就地化保护的配置方案进行研究。
关键词：智能变电站；就地化保护；研究
相比于传统的变电站，智能变电站是采用智能化一次设备替代常规一次设备，并且在数据传输上，采用光数字量代替模拟数字量，增加了合并单元和智能终端等环节，采用组网的通讯方式，保护的动作时间大大延长，提高了信息的共享化，获得了较好的实际应用价值，适用于户外就地汇控柜和环境恶劣、抗电磁干扰能力较差的情况。
1 就地化保护的原则简介
单间隔接入保护是在单装置的条件下完成的所有功能，包括线路保护和母联保护等，跨间隔保护是采用分布式的布置，并在每种内部配置独立的子机，包括母差保护子机和主变保护子机；本间隔的信息联系是将电缆直接采样和跳闸，包括电流和电压的电缆直接采样，保护跳闸和重合闸用电缆的直接跳闸；跨间隔的保护联系是采用GOOOSE网，包括远跳、启动失灵、解复压等的间隔信号。
2 智能变电站就地化保护的特点
与智能变电站微机保护+合并单元+智能终端模式相比，就地化保护具有小型化、高可靠性、高防护的特点，可实现无防护安装和即插即用。具体有以下特点：（1）就地化保护装置小型化，接口标准化，即插即用，简化二次接线。（2）就地化保护采用SV、GOOSE、MMS三网合一共口输出，构建全站保护专网实现二次设备信息交互。（3）采用预制式航插，标准化配置，互操作性强，有效防止现场“误接线”。（4）可实现“工厂化调试”和“更换式检修”，安装、调试、检修、更换更加方便，大幅缩短停电时间，减少运维工作量。（5）电缆采样、直接跳闸，减少数据传输中间环节，提高保护的可靠性和速动性。（6）保护功能不依赖于外部对时系统，也不受SCD文件影响。（7）IP67防护等级，满足就地化安装环境条件及长寿命要求。（8）取消保护屏柜，就地安装，节约土地面积，减少光缆和电缆使用量，实现降本增效。
3继电保护就地化配置方案整体配置原则
3.1继电保护就地化必须坚持”四性”原则，即选择性、可靠性、速动性及灵敏性，通过对智能变电站继电保护以往的运行经验总结来看，应着重对数据可靠性的降低、保护动作时间及保护采样环节等一系列问题来提出解决方案，以此提高继电保护的速动性和可靠性。
3.2继电保护就地化要求”小型化、标准化、无防护安装”：采用紧凑化的结构，减小装置尺寸，贴近被保护设备安装；要求适应复杂电磁环境及各种恶劣气候的影响，并可进行无防护户外安装。继电保护装置采用标准化接口，实现与一次设备间的即插即用，可实现间隔二次设备模块化集成、工厂化预制、更换式检修。
3.3继电保护就地化方案仍按断路器设置间隔保护单元，间隔保护单元采用物理集成、逻辑独立的方式实现线路保护、母线保护和主变保护等功能，并上送模拟量和状态量信息至过程层网络。间隔保护单元贴近一次设备安装，采用直接采样和直接跳闸的方式，减少数据采集和跳闸输出的中间环节，缩短了电气连接的距离。
4智能变电站就地化保护配置方案的分析
4.1线路就地保护配置方案
该线路采用数字化距离保护装置，采用四个接地距离保护元件，四段相间保护元件和四段四边形接地元件，用于完成线路主距离保护功能，另外，还配备有过电流元件和电压元件，用以后备过电流和电压保护。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆线路保护装置就地安装于断路器控制柜内，与传统保护一样，线路CT、PT及控制回路都采用电缆直接连接就地保护装置，实现保护测控功能自治，保护功能相对独立，网络瘫痪与否不影响保护主要功能的运行，而保护信号部分通过站控层MMS报文传送至后台监控。另外，线路CT和PT同时接入就地合并单元MU，通过SV报文传送至过程层交换机，供故障录波和网络分析仪等智能设备分析使用。
4.2主变保护配置
作为多间隔保护，涉及到高压侧、中压侧、低压侧等多处位置，无单一的间隔属性，集中式的保护配置方案将难以实现就地化，而分布式的主变保护配置方案为就地化提供了实现方案。当前分布式的保护配置方案有以下两种：无主环网式；有主环网式。①无主环网式主变保护配置。依据断路器配置变压器保护子机，主变高中低三侧分别配置独立的分布式子机；分布式子机就地采集本侧的模拟量和开关量数据，并通过环网与其它侧子机共享数据；每个子机配置相同的主后一体保护功能，保护动作时仅跳本侧开关，跳母联、分段、启动失灵等采用GOOSE方式。②有主环网式主变保护配置。变压器保护主机集成于低压侧子机中，差动保护及各侧后备保护均在主机中完成，子机仅采集各侧模拟量及跳闸；按照变压器各侧断路器分别设置变压器保护子机；变压器保护主机、各侧子机之间采用HSR环网连接；各侧子机电缆直接采样，电缆直接跳闸；跳母联、分段、启动失灵等采用GOOSE方式
4.3母差保护配置方案
母差保护相对于主变保护而言，其涉及到的跨间隔设备更多，采用环形无主式的母差保护还不成熟，当前采用分布式的母差保护的配置方式也分为两种：有主星网式与有主环网式。①有主星网式母差保护配置。a.依据断路器配置母差保护子机，并配置独立的母差保护主机；b.分布式子机就地采集本间隔的模拟量和开关量数据；c.各间隔子机通过点对点直联的光纤将采集的间隔数据上送至保护主机，并接收主机的跳闸命令；d.主机完成保护功能，并向子机发送出口信息。②有主环网式母差保护配置。a.依据断路器配置母差保护子机，并配置独立的母差保护主机；b.分布式子机就地采集本间隔的模拟量和开关量数据；c.主机利用环形网络将这些信息处理完成母线保护功能。
4.4故障录波配置方案
故障录波装置安装在主控室内，属于间隔层设备，同时连接在过程层和站控层交换机上。故障录波装置一方面接收来自过程层交换机的SV报文，包含全站各个间隔的电流电压；另一方面接收来自站控层交换机的GOOSE报文，包含全站各个间隔的位置信息及保护动作信息。
4.5就地化的基于补偿电压的时域距离保护配置方案
参数识别是指以网络分析建立网络响应和网络参数之间的数学模型为基础，利用网络的全响应信号得到故障网络参数的方法。保护中线路模型采用典型的分布参数模型，并将插值法与分布参数时域模型相结合解决了输电线路沿线任一点电压电流的计算问题。由保护安装处采集到的电压、电流瞬时值，应用引入插值法的Bergeron沿线电压电流公式计算公式，计算出距离I段末端的补偿点的电压、电流瞬时值，利用补偿点的电压、电流列写微分方程计算出故障距离。该算法有效提高了距离保护I段末端的测距精度，有效防止保护暂态超越，能够快速切除远端故障，从而提高了保护动作的可靠性和安全性。基本原理是利用测量装置得到保护安装处的采样数据，在时域中采用分布参数线路模型计算出保护整定点处的电压电流，再采用RL线路模型建立微分方程识别出整定点与故障点之间线路参数或从而得到据此计算出故障距离。
5结束语
综上所述，智能变电站就地化保护配置方案的提出及实施，对于智能变电站的保护至关重要。因此，需要我们加强重视，积极探索，努力创新，将更多的数字化信息技术应用到智能变电站的保护中，有效提高智能变电站保护的速度及可靠性，推动我国电力事业的发展，促进经济的迅速提升。
参考文献：
[1]吴赛，仝杰，朱朝阳，等.智能变电站就地化保护无线接入方案设计[J].电力建设，2017，38（5）：69~75.
论文作者:王英波
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/11
标签：变电站论文; 间隔论文; 智能论文; 电压论文; 线路论文; 电流论文; 方案论文; 《基层建设》2019年第23期论文;