关键词：智能化变电站 继电保护 保护配置
智能化变电站作为当前电力系统研究的热点之一，会给变电站的运行和管理带来深远的影响。伴随着智能化变电站发展，应运而生的是数字化继电保护技术，它是一门需要不断完善发展的技术，它的研究和应用也必须经过一个持续、渐进、发展的过程。它是智能变电站应用中的一大重点和一大难点。
1、智能变电站继电保护的配置和原则
1.1 继电保护设备作为智能电网变电站的重要组成部分，在满足灵敏性、选择性、速动性、可靠性要求的前提下，可将其配置将分为过程层和变电站层二个方面内容。
过程层：一次设备配置独立的主保护，就近下放安装或和一次设备实现一体化，各间隔保护实现分布式安装，双重化配置；
变电站层：后备保护集中式配置，站内各电压等级统一集中配置，集中式后备保护采用自适应和在线实时整定技术，同时具备广域保护的接口，能够实现广域保护的功能，也是双重化配置。
继电保护配置如图1-1所示。
图1-1 继电保护配置原理图
对于一次设备，过程层配置单独主保护，如果该设备是智能设备，那么保护设备是可在设备内部安装，否则可将保护设备、合并器和测控设备等安装在离设备较近的汇控柜中，以便简化设备的运行及维护。全站通过以太网统一传输GOOSE和采集量。除了分布式保护之间的数据实现同步，无需IEEE1558外，其余系统全站都运用IEEE1588 对时。
该方案不仅简化全站保护，同时也大大缩短了保护与被保护设备间的距离，可避免通信链路如跳闸及采样等不可靠性引起的保护功能失效。这样的话，全站网络带宽的消耗将集中在录波及监控上，而继电保护的网络消耗将减少。
1.2就以110kV变电站为例，就其站内接线来说，对比更高电压级别的变电站，其接线情势及配置都相对简略。保护配置只必要满足以下几点：
对付传统的继电保护，具有选择、敏锐、可靠、快速等四点性能要求，简称“四性能”。继电保护在智能变电站中，连续要求满足“四性能”以及其他实际工程中的安全要求。
110kV及其之上的高电压级别的变电站中，对付双母线及单母线这两种分段接线形式，具备肯定的条件时，方可安置电子式电流电压互感器。
110kV及其之上的高电压级别的变电站中，过程层的SV网及GOOSE网，站控层的MMS网等之间互不干涉，每个网接入继电保护时，每个数据口控制器相互之间都是独立的。
110kV以及较低电压级别的变电站在就地安装保护装置时，可以集成安装智能终端功能。
110kV以及较低电压级别的变电站，适合运用保护测控一体化装置集成一体化的配置。
110kV以及较低电压级别的变电站，对主变压器来说，各侧的合并单元应该实行冗余配置，其他的各间隔之间合并单元适合单套配置。
对付全部合并单元而言，过程层的网络信息都要记录下来，记录则由妨碍录波及网络报文记录分析实现。同时这两套记录装置所对应的SV、MMS及GOOSE等网络的数据接口控制器应该互独立。
2、过程层的继电保护
在智能变电站继电保护中，过程层的重要组成主要有一次设备和一次设备附属组件及装置。该层主保护配置了含快速跳闸功能的装置，其包括线路保护、变压器保护及母线差动保护等。
2.1智能变电站中的线路保护宜采用保护测控一体化设备，将其变电站的运行状态监测与其变电站内部的继电保护紧密结合在一起，并按间隔进行单套配置。如图2-1所示。
图2-2 变电站的变压器保护方案图
保护直接对变压器各数据进行采样分析，直接跳开各侧断路器；其他如启动失灵及其他保护配合信号由GOOSE网络进行数据和信息传输。
变压器非电量保护就地直接通过电缆接入断路器跳闸，现场配置本体智能终端，跳闸、控制等信号通过光纤上传上GOOSE网络。
2.3 智能变电站的母线保护，我们一般采用分布式设计，如图2-3所示
各间隔之间都独立实现母线保护功能，只跳间隔本身的断路器。而失灵保护另外统一由集中保护完成。
2.4智能变电站的分段保护配置与线路保护相似。保护单元分别和合并单元直接相连，与智能终端直接相连，不需要通过网络进行信息及数据的交换，各自都实现直接数据信息采样及跳开闸刀的功能。跨间隔信号经过互不干涉的GOOSE及SV网进行传输。
分段保护单套配置，宜采用保护测控一体化设备。保护可直接跳分段断路器，其他保护联跳分段可通过GOOSE网相连实现，启动母线失灵等情况也可通过GOOSE进行传输。
3、变电站层的继电保护配置
继电保护设备是智能化变电站的一部分，必须满足对灵敏性、选择性、可靠性的基本要求。对继电保护的配置分为两个部分，首先是过程层，对单词设备配备单独的主保护，使其和一次设备实现统一，以对每个间隔层的保护配置实施分布式安装和双重配置。其次是变电站层，对后备的保护进行集中的配置，对电压的保护实行集中的保护。它采用自适应以及实时整定技术。由于还具有进行广域保护的其他接口，还能对广域进行保护。
过程层单独配备保护措施用于保护一次设备，在设备具有智能特性的前提下，保护性的设备在被保护设备的内部安装，反之不具备智能特性时，只能将保护设备就近安置在汇控柜之中，尽量简化设备的运行、维护和修理。
智能变电站的变电站层后备保护采用集中式进行配置，此配置应用自适应和在线实时自整定等技术，具有广域保护的功能，可实现双重化配置。
后备保护可为本变电站提供近后备保护功能，实现开关失灵保护，同时也可以实现相邻变电站远后备保护。近后备的保护范围包括母线和出线，而远后备的保护范围则包括出线对侧母线及相连的所有线路。
后备保护系统可通过采集电气设备的电流电压信息，断路器状态量以及相邻变电站的各类信息，实时判别在远后备范围内的设备故障，并独立做出有效的跳闸策略。
4、结语
智能变电站的建设发展，对我国智能化电网的建设工作有着十分重要的意义，而继电保护作为保证智能变电站良好运行的基础条件之一，能否构建优良的继电保护系统就由显其重要，这也是智能变电站改革过程中所遇到的重要问题。所以仍然需要不断的总结分析，促进继电保护技术的不断发展和创新，逐步实现智能变电站的推广和普及，提高运行的安全可靠性。
参考文献
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论文作者:郭庆秋
论文发表刊物:《电力设备》2016年第24期
论文发表时间:2017/1/17
标签：变电站论文; 继电保护论文; 设备论文; 智能论文; 母线论文; 电压论文; 过程论文; 《电力设备》2016年第24期论文;