【摘 要】為加快智能電網(wǎng)建設(shè)，提高智能變電站效率和效益。當(dāng)前數(shù)字化繼電保護(hù)對于智能變電站具有積極方面的作用，國內(nèi)已經(jīng)在一些智能變電站中逐漸應(yīng)用了數(shù)字化繼電保護(hù)措施，希望以此取得的經(jīng)驗與教訓(xùn)能夠為未來數(shù)字化繼電保護(hù)技術(shù)于智能變電站的實際應(yīng)用提供有效的經(jīng)驗。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化繼電保護(hù)；110kV；智能變電站

1.數(shù)字化繼電保護(hù)系統(tǒng)中的基本概述

1.1確保二次回路的接線更為簡化、方便

MU 和電子互感器設(shè)備的互相配合，可以實時地將其測量到的值進(jìn)行數(shù)字化處理，并且通過光纖進(jìn)行傳送。那么這一數(shù)字化系統(tǒng)具有比較強(qiáng)的抗干擾能力，能夠改變以往的二次電纜傳送回路運(yùn)行缺陷，從而確保有效地實現(xiàn)了變電器中一、二次設(shè)備的隔離運(yùn)行。數(shù)字化繼電保護(hù)技術(shù)是于現(xiàn)場加裝好智能操作箱并且組建GOOSE 網(wǎng)絡(luò)之后方能夠起到保護(hù)作用，同時對于隔離開關(guān)還能夠起到遙控控制。由此看來數(shù)字化繼電保護(hù)裝置和最終的執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制間并沒有了以往的電纜連接，那么目前現(xiàn)場的各間隔間的界限將更加清晰、明了，因此顯著地杜絕了智能變電站中的不慎連接、碰觸電纜情況發(fā)生，能夠非常有效地避免了事故發(fā)生。

1.2數(shù)字化繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用可以提高可靠性

電子式互感器設(shè)備具有比較良好的抗干擾能力，因此其在絕緣性能方面也得到了一定加強(qiáng)，其中線性范圍較廣等顯著特點，裝置的先進(jìn)性保障了最終測量值的安全性和準(zhǔn)確性。與此同時智能操作箱的主要作用，就是可以利用過程層網(wǎng)以及保護(hù)裝置進(jìn)行實時通信，將智能變電站中一次設(shè)備的實際運(yùn)行情況進(jìn)行及時傳遞，從而還能夠?qū)ο嚓P(guān)設(shè)備是否保持正常的運(yùn)行具有充分了解。

1.3數(shù)字化繼電保護(hù)技術(shù)具有高度的開放性與互操作性

發(fā)展至今，國家為了能夠大力促進(jìn)智能電網(wǎng)的快速發(fā)展，顯著提高智能變電站運(yùn)行的效率和效益，國家電網(wǎng)公司已經(jīng)于2010 年正式制定并實施了《Q/GDW441-2010智能變電站繼電保護(hù)研究規(guī)范》，該保護(hù)規(guī)范中明確規(guī)定了繼電保護(hù)以及設(shè)備配置的基本原則，其中還包括繼電保護(hù)裝置以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，繼電保護(hù)的基本信息互換原則等方面，因此分析和研究數(shù)字化繼電保護(hù)于智能變電站中的具體應(yīng)用，是完全離不開該具體規(guī)范的規(guī)定。

2.110kV 智能變電站的保護(hù)配置情況

110kV變電站使用常規(guī)開關(guān)作為主開關(guān)。以某地為例，目前，該變電站內(nèi)設(shè)有電子式互感器，但尚未實現(xiàn)一體化平臺及智能應(yīng)用，然而，在變電站內(nèi)的自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、繼電保護(hù)裝置及合并單元的配置、網(wǎng)絡(luò)方式都可以作為智能變電站建設(shè)的參考。三層側(cè)設(shè)備，兩級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，符合智能變電站要求。變電站內(nèi)過程層運(yùn)用的是GOOSE網(wǎng)、SV網(wǎng)方式，與智能變電站要求獨立組網(wǎng)有所差距。保護(hù)配置包括所需要的母差保護(hù)裝置、線路縱差保護(hù)裝置、故障錄波器等，此外，110kV母差、主變及智能終端，合并單元按雙重化配置，均體現(xiàn)了智能變電站的配置要求。

3.110kV 智能變電站相關(guān)設(shè)備的保護(hù)配置

（1）線路保護(hù)。相對110kV智能變電站而言，應(yīng)將站內(nèi)保護(hù)、監(jiān)測和控制功能綜合為一體，根據(jù)間隔情況單套設(shè)置。對線路的保護(hù)直接采樣，直接跳到斷路器；在GOOSE網(wǎng)使用斷路器失靈、重合閘等相關(guān)功能。線路間隔內(nèi)設(shè)有保護(hù)測控裝置，僅與GOOSE網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交換信息，其余全部使用點對點連接，其數(shù)據(jù)傳輸方式是直接與合并單元和智能終端連接，期間對數(shù)據(jù)進(jìn)行打包，再由光纖傳送到SV網(wǎng)，同時傳送給保護(hù)測控裝置；如遇跨間隔信息接入保護(hù)測控裝置，則使用GOOSE網(wǎng)傳輸。

（2）變壓器保護(hù)。根據(jù)規(guī)程要求，110kV變壓器電量保護(hù)應(yīng)配置雙套，并應(yīng)采用主、后備保護(hù)一體化配置，如單獨配置，后備保護(hù)應(yīng)與測控裝置一體化。變壓器保護(hù)使用雙套配置時，合并單元（MU）的每一側(cè)，智能終端的每一側(cè)都要使用雙套配置；中性點以及間隙電流分別并入對應(yīng)側(cè)（MU）；直接采樣，直接跳到一側(cè)斷路器；如遇跳母聯(lián)、分段斷路器和啟動失靈等情況下，則使用GOOSE網(wǎng)進(jìn)行傳輸。

（3）母聯(lián)（分段）保護(hù)。母聯(lián)保護(hù)與線路保護(hù)基本相同，但結(jié)構(gòu)上更簡單。母聯(lián)保護(hù)裝置與合并單元、智能終端直接相連，不必進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，就可以實現(xiàn)直接采樣、直接跳閘；并且，母聯(lián)保護(hù)裝置、合并單元、智能終端，都可以經(jīng)過彼此獨立的GOOSE網(wǎng)和SV網(wǎng)，實現(xiàn)跨間隔傳輸信號。根據(jù)規(guī)程的相關(guān)要求，110kV母聯(lián)保護(hù)使用單套配置，應(yīng)滿足保護(hù)、監(jiān)測和控制綜合一體化。跳閘方式應(yīng)用點對點直接跳閘，主變保護(hù)則應(yīng)用GOOSE網(wǎng)絡(luò)跳閘；母聯(lián)保護(hù)在母線失靈的情況下，可以使用GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳輸。

4.數(shù)字化繼電保護(hù)在110kV 智能變電站中的應(yīng)用

繼電保護(hù)作為保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的首道防線至關(guān)重要。智能變電站應(yīng)在保持變電站基礎(chǔ)功能之外，改進(jìn)增加繼電保護(hù)設(shè)備之間交換信息的方式。智能變電站中，使用了電子式互感器，變壓器，斷路器裝上了智能單元，連接介質(zhì)全部使用光纖，信息傳輸實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化。針對各部變化，下面提出新的測試檢驗方法：

（1）原來輸入保護(hù)裝置的電壓、電流模擬量被合并器的光數(shù)字信號所取代。前提是要考慮有跨間隔數(shù)據(jù)要求的保護(hù)裝置，在不同間隔間傳輸數(shù)據(jù)時，到達(dá)時間的同步性，如不確定或差距較大，則可能無法滿足保護(hù)裝置的要求。

（2）同等設(shè)備條件下，原有變電站繼電保護(hù)使用接點直接跳閘，而智能變電站則使用GOOSE網(wǎng)絡(luò)，信號經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街悄芙K端后跳閘（有智能開關(guān)時除外），其可靠性更強(qiáng)，運(yùn)行檢修擴(kuò)建的安全性更高。

（3）原有變電站保護(hù)裝置，輸出信號都是經(jīng)過GOOSE協(xié)議下進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，智能變電器則增設(shè)了優(yōu)先級別，使用GOOSE報文傳輸。我們可以通過整組傳動試驗，檢驗變電站保護(hù)裝置輸入和輸出信號的精度和實時傳輸。

（4）光纖數(shù)字電壓、電流信號的輸入方式，決定了檢驗數(shù)據(jù)同步性的測試顯得尤為重要，如變壓器差動保護(hù)、母差保護(hù)，需要對不同的同步間隔的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗證。

（5）光纖以太網(wǎng)主要針對誤碼率和光收發(fā)器件的功率進(jìn)行檢驗，從而保證其物理連接的準(zhǔn)確性和可靠性。檢驗過程可以借助網(wǎng)絡(luò)分析儀、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載模擬器等工具進(jìn)行。

（6）合并單元的檢驗主要是看其可否及時準(zhǔn)確地傳輸一次電壓和電流信號；智能單元的檢驗則是看可否及時準(zhǔn)確地傳輸數(shù)據(jù)，控制設(shè)備，保護(hù)報文，并做出相應(yīng)的處理。

5.結(jié)束語

目前國內(nèi)電子式互感器設(shè)備、開關(guān)智能操作箱設(shè)備等比較先進(jìn)的保護(hù)裝置相繼投入使用，確保了光纖于傳遞數(shù)字信號方面的及時性和精確性，那么也確保智能變電站具有了數(shù)字化繼電保護(hù)刺痛的基本特征。本文中筆者為將來數(shù)字化繼電保護(hù)技術(shù)于智能變電站具體應(yīng)用提供了一定的研究根據(jù)，希望能夠有效地推動國內(nèi)智能變電站繼電保護(hù)方面的數(shù)字化建設(shè)進(jìn)程。

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