【摘要】 將110kV巍山智能變電站內(nèi)多臺(tái)間隔層IED集中在一臺(tái)IED上完成，利用得到的全站冗余信息，對(duì)站內(nèi)故障進(jìn)行綜合判斷，在簡(jiǎn)化保護(hù)設(shè)計(jì)的同時(shí)提高全站保護(hù)的動(dòng)作性能。使保護(hù)從面向設(shè)備到面向的系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。

【關(guān)鍵詞】 智能變電站 保護(hù) 轉(zhuǎn)變

智能變電站是采用先進(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動(dòng)完成信息采集、測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測(cè)等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動(dòng)等高級(jí)功能的變電站。

一、集中式站域保護(hù)概況

智能變電站二次設(shè)備的配置主要采用分層分布式結(jié)構(gòu)，面向間隔，功能獨(dú)立。這種模式可靠性較高，任何一個(gè)裝置發(fā)生故障不會(huì)影響到其它功能和對(duì)象，系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和開(kāi)放性比較好。但該配置模式具有硬件重復(fù)配置、電流互感器和電壓互感器負(fù)載重、接線復(fù)雜、信息不能共享、缺乏整體的協(xié)調(diào)和功能優(yōu)化、投資成本大、運(yùn)行維護(hù)成本高等缺點(diǎn)。對(duì)繼電保護(hù)而言，利用故障相鄰區(qū)內(nèi)的冗余信息可以準(zhǔn)確地反映出故障狀態(tài)，提供快速可靠的主保護(hù)和后備保護(hù)功能，簡(jiǎn)化保護(hù)裝置之間定值和動(dòng)作時(shí)間的整定配合。對(duì)控制系統(tǒng)而言，通過(guò)獲取全局冗余信息，有助于制訂更優(yōu)化的控制措施，各種控制措施之間能有機(jī)地配合協(xié)調(diào)，最大限度地減小擾動(dòng)帶來(lái)的影響和損失。

110kV巍山智能變采用IEEE-1588網(wǎng)絡(luò)同步技術(shù)，實(shí)現(xiàn)站內(nèi)以及各相關(guān)變電站間電氣量的同步采樣，采用IEC61850通訊規(guī)約實(shí)現(xiàn)控制主機(jī)與各采集與執(zhí)行設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交互，采用1Gbit/s光纖網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)各相關(guān)設(shè)備之間的海量數(shù)據(jù)傳輸，采用集線路、母線、變壓器、站間備自投于一體的集中式保護(hù)實(shí)現(xiàn)針對(duì)相關(guān)電氣設(shè)備的保護(hù)與控制。

二、集中式保護(hù)方案實(shí)施

站域全集中式保將全站保護(hù)及其測(cè)控功能集中于一套保護(hù)測(cè)控裝置內(nèi)。可以利用得到的全站冗余信息，對(duì)站內(nèi)故障進(jìn)行綜合判斷，在簡(jiǎn)化保護(hù)設(shè)計(jì)的同時(shí)提高全站保護(hù)的動(dòng)作性能。使保護(hù)從面向設(shè)備到面向系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。應(yīng)用高性能CPU及DSP處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)站域式保護(hù)。裝置安裝于220kV下關(guān)變電站保護(hù)控制室內(nèi)，通過(guò)光纖通道采集和發(fā)送110kV巍山變的所有需要信息，包括各間隔電壓、電流采樣值信息，一次設(shè)備狀態(tài)信息，保護(hù)出口跳閘信息等，因此110kV巍山變要配置采集發(fā)送這些信號(hào)的智能終端。

本站域保護(hù)系統(tǒng)主要在110kV巍山變來(lái)實(shí)現(xiàn)，整個(gè)系統(tǒng)主要由采集單元、智能控制單元、主站主時(shí)鐘、Gbit交換機(jī)、同步裝置、站域保護(hù)主機(jī)和維護(hù)工作站組成，主要實(shí)現(xiàn)110kV線路保護(hù)、35kV線路保護(hù)、10kV線路保護(hù)、110kV主變保護(hù)、簡(jiǎn)易母差保護(hù)以及站間備自投等保護(hù)功能。

整體方案如圖1所示。子站由智能采集終端ICU、MU、交換機(jī)組成。合并單元（MU）負(fù)責(zé)模擬量采集，智能控制單元（ICU）負(fù)責(zé)開(kāi)關(guān)量狀態(tài)采集和控制，兩者分別通過(guò)多模光纖與子站交換機(jī)相連，大倉(cāng)變和南澗變子站交換機(jī)通過(guò)單模光纖與巍山變單模交換機(jī)相連，巍山變單模交換機(jī)再和主站單模交換機(jī)相連。主站配置獨(dú)立的1套站域智能控制主機(jī)、千兆單模交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)分析儀、規(guī)約轉(zhuǎn)化器。站域智能控制主機(jī)分別接收3個(gè)子站MU和ICU數(shù)據(jù)，完成具體的保護(hù)控制功能，然后通過(guò)GOOSE完成對(duì)子站各間隔開(kāi)關(guān)的控制。

站域智能控制主機(jī)按照功能劃分，由采集板、保護(hù)控制板、通信板組成，三者均可靈活配置。針對(duì)本項(xiàng)目，可配置3塊采集板，用來(lái)接收處理巍山變?nèi)齻€(gè)不同電壓等級(jí)的智能終端數(shù)據(jù)和大倉(cāng)變、南澗變備自投智能終端數(shù)據(jù)；1塊保護(hù)控制板，實(shí)現(xiàn)變壓器保護(hù)功能、110KV線路保護(hù)功能、35KV簡(jiǎn)易母差保護(hù)功能和線路保護(hù)功能、10KV簡(jiǎn)易母差保護(hù)和線路保護(hù)功能、站間備用電源自投功能；一塊通信板，實(shí)現(xiàn)主機(jī)和人機(jī)管理模塊通信。人機(jī)管理模塊屬于站域保護(hù)一部分，用來(lái)實(shí)現(xiàn)模擬量開(kāi)關(guān)量顯示、定值管理、報(bào)文管理、錄波管理、IEC61850站控層規(guī)約等功能。

三、站間備自投運(yùn)用

在站域保護(hù)的基礎(chǔ)上，兩個(gè)110kV變電站之間基本都實(shí)現(xiàn)了光纖通信，其光纖通信傳輸運(yùn)行狀態(tài)信息、故障信息和跳合閘命令信息，具有無(wú)誤差，傳輸速度快，傳輸容量大，接口簡(jiǎn)便靈活，轉(zhuǎn)換方便，基本不受外界電磁干擾等優(yōu)勢(shì)，是最可靠的通信通信方式。在此基礎(chǔ)上可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方備自投裝置的任何通信需求。數(shù)字式遠(yuǎn)方備用電源自動(dòng)投入裝置彌補(bǔ)了幾個(gè)有聯(lián)絡(luò)線聯(lián)系并由兩個(gè)主電源供電的變電所間不能同時(shí)運(yùn)用備自投的缺陷。

將站內(nèi)備自投的概念擴(kuò)展到兩個(gè)變電站之間后，為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方備用電源的自動(dòng)投入，通過(guò)使用可進(jìn)行位置信號(hào)、數(shù)字信號(hào)采集及控制輸出可編程控制單元，提供滿足邏輯要求的備自投功能。通過(guò)額外的通訊裝置進(jìn)行兩站間的信息交換。通過(guò)數(shù)字通道將不同變電站相關(guān)線路的保護(hù)、測(cè)量、信號(hào)接入同一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)，組成一個(gè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)像常規(guī)變電站內(nèi)備自投一樣實(shí)現(xiàn)多個(gè)變電站間備自投功能。每個(gè)變電站的備自投裝置經(jīng)過(guò)邏輯判別后發(fā)出遠(yuǎn)方合閘允許信號(hào)，再利用通信通道將該信號(hào)傳送至對(duì)端變電站。對(duì)端變電站收到遠(yuǎn)方合閘允許信號(hào)后，經(jīng)過(guò)備自投裝置邏輯判別， 發(fā)出不同的合閘命令， 完成備自投功能。

四、 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)110kV巍山變電站站域式保護(hù)實(shí)現(xiàn)方式的介紹，讓我們對(duì)站域式保護(hù)有了更明晰的認(rèn)識(shí)和更深層次理解，，為今后變電站的智能化改造積累了經(jīng)驗(yàn)，并為智能變電站發(fā)展提供了必要的技術(shù)保障。

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聯(lián)系人：仝愛(ài)霞 轉(zhuǎn) 王永

電話：15315665667

參 考 文 獻(xiàn)

[1]馮軍. 智能變電站原理及測(cè)試技術(shù)[M]. 中國(guó)電力出版社，2011-6.

[2]覃劍， 智能變電站技術(shù)與實(shí)踐，2011