摘要：500KV升压站自动化系统是在计算机技术、网络通信技术和数据库技术基础上发展起来的。基于计算机微机保护和计算机监控的传统升压站自动化技术经过十余年的发展已逐步成熟和完善。习水二郎电厂一期工程2×660MW超临界机组升压站500kV系统采用3/2接线，两回出线，本期建2个完整串，#1、2机组均以发电机-变压器组方式接入500kV系统。
关键词：智能化；升压站；电力系统
1、智能化升压站的应用
1.1 500kV线路保护采用双重化配置，配有南瑞继保公司PCS-931GMM型和国电南京自动化股份有限公司PSL 603UW型保护装置，是由微机实现的数字式超高压线路成套快速保护装置。两套保护同时运行，互不干扰。一套保护退出运行，不影响另一套保护动作。两套保护均配备双通道光纤接口。500kV线路还配备南瑞继保公司PCS-925G型过电压保护和国电南自SSR530U远跳判别及过压保护装置。
保护配置
1）PCS-931GMM型保护包括以分相电流差动和零序电流差动为主体的快速主保护。由工频变化量距离元件构成的快速Ⅰ段保护，由三段式相间和接地距离及两个零序方向过流构成的全套后备保护。有分相出口，配有自动重合闸功能，对单或双母线接线的开关实现单相重合、三相重合和综合重合闸。
2）PCS-925G型保护根据运行要求可投入零序电压、负序电压、电流变化量、零负序电流、电流、低功率因素、低功率等就地判据，能提高远方跳闸保护的安全性而不降低保护的可靠性。另外，本装置还具有过电压保护和过电压启动发远跳的功能。
3）PSL 603UW型保护包括以光纤电流差动为主体的全线快速主保护。当光纤通道异常时可自动切换到高频距离保护，由三段式相间和接地距离及四段零序保护构成的全套后备保护。分相跳闸出口，具有自动重合闸功能，可实现单相重合闸、三相重合闸、禁止重合闸和停用重合闸功能。
1.2 500kV母线保护 采用双重化配置，南京南瑞继保电气有限公司生产的PCS-915GD型微机母线保护装置和深圳南瑞科技有限公司生产的BP-2C型微机母线保护装置各一套。两套保护同时运行，互不干扰。一套保护退出运行，另一套保护装置可单独实现母线保护功能。保护配置
1） RCS-915G型微机母线保护装置设有母线差动保护及失灵经母差跳闸功能。
2） BP-2C型一个半接线微机母线保护装置可以实现母线差动保护、断路器失灵经母差跳闸、CT断线闭锁及CT短信告警功能，其中差动保护、断路器失灵经母差跳闸可经硬压板、软压板及保护控制字分别选择投退。
1.3 500kV断路器保护
500kV断路器保护配置深瑞生产的PRS-721S断路器失灵及重合闸保护装置，其中5011、5013、5021、5023边断路器还分别配置两套PRS-722S短引线保护装置。
PRS-721S断路器失灵及重合闸保护装置配置断路器失灵保护、三相不一致保护、死区保护、充电保护（两段过流及一段零序电流）和一次自动重合闸等保护功能。PRS-722S短引线保护装置配置比率差动保护、两段过流保护、CT断线检测功能。
1.4 500kV电抗器保护
并联电抗器保护由南瑞继保公司的两套RCS-917G保护和一套RCS-974FG非电气量保护组成。
1）第一套保护PCS-917G（保护柜A）配置PCS-917G高压并联电抗器成套保护装置。
PCS-917G，包括稳态比率差动保护、工频变化量比率差动、零序比率差动保护以及差动速断为主体的快速主保护，由匝间短路保护、相电流过流、零序过流以及中性点过流保护构成的后备保护。
2）第二套保护PCS-917G（保护柜B）配置PCS-917G高压并联电抗器成套保护装置、PCS-974FG电抗器非电量保护装置。
a）PCS-917G，包括稳态比率差动保护、工频变化量比率差动、零序比率差动保护以及差动速断为主体的快速主保护，由匝间短路保护、相电流过流、零序过流以及中性点过流保护构成的后备保护。
b）PCS-974FG，包括瓦斯、压力释放、温度高等保护。
2.1数据采集数字化
500Kv升压站作为数字化升压站技术应用的主要标志之一就是在电流、电压的采集环节采用非常规互感器，如光电互感器或电子式互感器，实现了电气量数据采集环节的数字化应用，其特点在于：
①可以实现一、二次系统电器上的有效的隔离；
②电气量动态测量范围大，测量精度高，为实现常规升压站装置冗余向信息冗余的转变，实现信息集成化应用提供了前提；
③对于低驱动功率的升压站二次系统设备可以直接实现数字化接口的应用。
2.2系统分层分布化
根据IEC61850标准的描述，升压站的一、二次设备可分为三层：
①站控层（升压站层）；②间隔层；③过程层。过程层通常又称为设备层，主要是指升压站的变压器和断路器、隔离开关及辅助触点，电流、电压互感器等一次设备。升压站综合自动化系统主要指间隔层和站控层。间隔层一般按断路器间隔划分，具有测量、控制元件或继电保护元件。测量、控制元件负责该间隔的测量、监视、断路器的操作控制和联闭锁，以及时间顺序记录等，保护元件负责该线路、变压器等设备的保护、故障记录等。
通信网络作为实现升压站自动化系统内部各种IED，以及与其他系统之间试试信息交换的功能载体，他是连接站内各种IED的纽带，必须能支持各种通讯接口，满足通信网络标准化。随着升压站的无人化以及自动化信息量的不断增加，通信网络必须有足够的空间和速度来存储很传送事件信息、电量、操作命令、故障录波等数据。
3智能化升压站的工程应用
500KV数字化升压站是一个全新的理论体系，对于传统的升压站自动化系统、微机保护装置以及一次电气设备具有挑战性，同时数字化升压站也是一个庞大的系统工程。
3.1间隔层和升压站层设备之间通信的实现
间隔层和升压站层不涉及一次电气设备，只要升压站内自动化系统和保护装置按照IEC61850 标准进行建模，并采用IEC 61850 中定义的协议进行通信，就可实现数字化升压站的升压站层通信。
升压站层和间隔层之间选用交换式以太网通信，IEC 6185028中定义了关于升压站层网络通信的具体协议，IEC 61850 通过采用抽象通信服务接口和网络应用层协议MMS 紧密联系在一起，再映射到TC/IP 协议上，物理和链路层采用以太网。
3.2过程层网络实现第一步：电压、电流量传输的数字化
现有升压站中，互感器变换出来的二次电压、电流等电气量采用模拟方式传送到间隔层再进行数字化处理。随着数字式互感器技术的逐步成熟，数字式互感器已经进入了实用化阶段。IEC61850 定义了数字式电压互感器（TV TR）和数字式电流互感器（TCTR）等逻辑节点[7 ]，TV TR 和TCTR 组成逻辑设备“合并单元”，合并单元接收。
电压、电流等模拟量，数字化处理后采用IEC6185029 协议发送到间隔层装置，从而实现电压、电流值的数字化传输。电压、电流量采用数字化传输之后，原来电压、电流互感器至间隔层装置之间的二次回路电缆将被光纤取代，见图1。
图1 过程层网络实现的第一步
不仅节省了部分二次电缆，而且过程层设备和间隔层设备可实现的真正的电气隔离，从而实现了一次电气系统和二次系统之间的电气隔离。
4、总结
智能化升压站技术的发展将会是一个不断更新的过程，技术的成熟度越来越好。智能化升压站技术的应用在经济、技术具有显著的综合效益，智能化升压站技术发展过程中可以实现常规升压站技术的兼容，这意味着智能化升压站的应用技术的发展可以建立在现有升压站自动化技术的基础上实现应用上的平稳发展和逐步突破，使新技术的应用能有机地结合电网的发展，未来在智能化升压站应用技术成熟的基础上将实现新一代数字化电网。现在很多升压站实现智能化无人值守、远程调控、远程监视、机器人巡视等等一系列智能方面的应用。这就是智能化电站发展的趋势和方向。
参考文献：
[1] 朱志宏 《继电保护》[M].北京：中国电力出版社，2004.
[2] 《习水二郎电厂主机规程》 2016
论文作者:何跃
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/8
标签：保护装置论文; 断路器论文; 电流论文; 母线论文; 间隔论文; 差动论文; 电压论文; 《电力设备》2018年第27期论文;