摘要：某35kV电网区域线路路径长、T接变电站多、多级串供级数多、小水电分布广。复杂的网络结构保护越级动作常有发生，将会影响110kV变电站重合闸及备自投的成功率，造成供电可靠性下降。本文结合小电密集区域特点，提出基于实时的网络通信技术，构建一套快速保护与控制系统，该系统以差动保护实现不同层次不同设备之间的相互配合，同时能确保故障快速可靠地切除；同时，建立一套扩展方便、配置灵活的网络站间备自投，增强备自投的灵活性，提高系统的可靠性。
关键词：复杂网络结构；差动保护；网络站间备自投
Application of differential protection and bus automatic transfer in complex network structure area
LI Fangzhou
（Kunming Power Supply Bureau, Yunnan power Gird Co., Ltd., Kunming 650011, China）
Abstract: A 35kV regional long line path, T substation, multistage collusion multi series, widely distributed small hydropower. The complex network structure protection overstep action often happens, which will affect the success rate of reclosing and self switching of 110kV substation, resulting in the decrease of power supply reliability. This combination of small electric intensive regional characteristics, proposed network real-time communication technology based on the construction of a set of rapid protection and control system, the system to achieve differential protection cooperation between different levels of different equipment, and can ensure the fault quickly and reliably removed; at the same time, to establish a set of convenient extension and flexible network station preparation since the vote, enhance autorestart flexibility, improve the reliability of the system.
Key words: Complex network structure , differential protection, network station bus automatic transfer
0引言
传统电网保护与控制系统采用了相对独立的模式，在性能上受到了一定的影响，为此需要用更加复杂的保护及控制原理来进行弥补，在复杂的电网网络结构下，定值整定复杂，保护之间配合困难。以禄劝县为例，本县35kV线路路径长、T接变电站多、多级串供级数多、小水电分布广，复杂的网络结构使得传统保护的整定计算存在选择性与灵敏性常常无法同时兼顾的问题，由于整定配合问题，保护越级动作常有发生。另一方面，由于绝大部分采用传统模拟量的采样技术，各保护装置采集到的模拟量不能实现共享，前置计算结果也不能共享，从而无法建立一个区域差动保护与备自投主机系统。由于信息缺乏，在系统发生故障时，经常因为小水电未能及时切除或解列，而造成110kV变电站重合或备自投失败，严重影响了供电的可靠性。
针对小电密集区域特点，提出基于实时的网络通信技术，构建一套快速保护与控制系统。该系统以差动保护实现不同层次不同设备之间的相互配合，同时能确保故障快速可靠地切除；同时，建立一套扩展方便、配置灵活的网络站间备自投，增强备自投的灵活性，提高系统的可靠性。
1区域差动保护与备投系统
区域差动保护与备投系统，依托于禄劝县现有的通讯平台，采用无源光线网络技术实现区域数据同步采用与大量数据的实时传输，建立一套区域差动保护与备投系统。硬件上主要由智能采集控制单元、区域差动保护与备投主机等几个部分组成。其中智能采集控制单元按电气间隔配置并就地安装，该设备主要实现电气量与开关位置的同步采集、按照IEC 61850相关规约实时上传、接收执行远程控制命令、依托于就地电气量保护与控制等功能。智能采集控制单元与区域差动保护与备投主机分别内置ONU和OLT，可支持长距离（>20kM）无源光网络通信、能实时交互大容量的IEC61850通信报文，并能实现全域智能采集控制单元的同步采样。区域差动保护与备投主机主要接收被保护范围内的同步电气量，并实现跨元件跨电压等级的区域差动、站间备自投等功能。
跨元件跨电压等级的区域差动保护定值整定简单，故障切除快速可靠，能够有效的解决复杂电网结构下过流保护整定复杂、保护之间配合困难的问题。基于全域的实时电气量信息，可以灵活的制定备自投与稳定控制策略，能够有效的解决小水电对110kV变电站重合或备自投的影响，并能按照需要，加入其它控制策略。另一方面，区域差动保护与备投主机电气信息齐全，对就地设备控制方便，能够有效的简化针对二次设备的运行与维护。
2区域差动保护和备投系统总体架构
区域差动和备投系统框架如图所示，各智能采集控制终端通过可控无源光网络的内部同步协议和主机时钟同步，实现全区域内同步采样，并通过可控无源光网络实时上传SMV和GOOSE信息，接收主机GOOSE和MMS信息，各智能终端实现就地保护功能。区域保护主机为全区域各子站智能采集控制终端提供时钟基准，接收各智能终端上送的SMV和GOOSE信息，实现差动保护、备自投功能。
3差动保护方案
禄劝变35kV保护主要采用定时限或反时限过流等保护方式，各保护之间整定配合比较困难，由于整定配合问题，保护越级动作常有发生，无法满足快速性、选择性、可靠性和灵敏性。区域差动保护与备投系统，以差动保护为主保护和后备保护，既能快速、精确定位故障发生地点，满足快速性和选择性；对于经高阻发生短路的故障，也能可靠跳闸，满足保护的灵敏性要求；以差动I、II段和不依赖于通道的过流保护相互配合，在近故障点断路器拒动的情况下，也能可靠跳开最近的相关断路器，提高故障切除的可靠性；在通信通道故障时，也能确保可靠切除故障。
差动保护配置如下：35kV青山凹线（相关386、363断路器）、35kV青翠Ⅱ回（相关368、344断路器）、35kV青团撒线（相关361、375、333、351断路器）、35kV青云撒线（相关366、373、334、352断路器）；
4站间备自投方案
备自投配置方案如下：35kV青山凹变363、362断路器间实现暗备用；363、361断路器间，362、366断路器间实现明备用；35kV团街变333、334断路器间实现明备用；35kV云龙变351、352断路器间实现明备用。
传统的备自投基于本站站内信息，而且也只能控制站内的设备。在系统带有容量较大的小水电运行时，难以进行精准的控制，一般只能小水电与负荷一起切除，会影响供电的可靠性。以禄劝变备自投为例，当110kV主变跳开后，站内备自投只能先跳开青山凹线，然后才能合分段开关，该方案可能会导致青山凹线35kVI段失电。而区域差动保护与备投系统，可以跳开青山凹线上的小水电（小河塘电站和大白水电站），然后备投自动投上分段开关，该方案不会导致青山凹线35kVI段失电。有利于提高供电的可靠性。
5结束语
在小电密集区域，利用实时的网络通信技术，通过区域差动和备投系统，差动保护实现不同层次不同设备之间的相互配合，同时能确保故障快速可靠地切除，解决了复杂网络结构所带的来的保护的整定计算存在选择性与灵敏性常常无法同时兼顾的问题，避免由于整定配合问题，造成保护越级动作；同时，建立一套扩展方便、配置灵活的网络站间备自投，增强备自投的灵活性，提高系统的可靠性。可防止由于存在小电源导致备投失败，变电站减供负荷或全站停电，大大提高备投成功率及供电可靠性，同时能确保对并网小电恢复冲击小，安全可靠，防止传统备投可能造成的小电源非同期合闸导致设备损坏。
参考文献
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作者简介：
李芳洲(1990-)，男，工程师，研究方向为继电保护
论文作者:李芳洲
论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期
论文发表时间:2019/5/24
标签：差动论文; 区域论文; 断路器论文; 系统论文; 可靠性论文; 故障论文; 网络论文; 《电力设备》2018年第32期论文;