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110kV智能变电站继电保护相关分析陈坤鑫

发表时间：2020/4/9 来源：《电力设备》2019年第23期作者：陈坤鑫

[导读] 摘要：电力企业作为推动国民经济发展的民生产业，近年来其建设规模和数量持续增加，虽然在一定程度上满足了现阶段人们的用电需求，但电力安全事故发生率的高居不下，也对国家和社会发展造成了极为不利的影响，采用先进数字技术及集成设计方式的智能变电站也由此应运而生。

        （云南电网有限责任公司怒江供电局变电修试所云南怒江 673100）
        摘要：电力企业作为推动国民经济发展的民生产业，近年来其建设规模和数量持续增加，虽然在一定程度上满足了现阶段人们的用电需求，但电力安全事故发生率的高居不下，也对国家和社会发展造成了极为不利的影响，采用先进数字技术及集成设计方式的智能变电站也由此应运而生。鉴于此，本文主要基于110kV智能变电站继电保护配置和原则，对110kV智能变电站的继电保护进行了全面剖析，以此在确保智能变电站正常运转的基础上，为国家可持续发展目标的实现奠定良好基础。
        关键词：110kV智能变电站；继电保护；保护配置和原则；保护内容
        一、110kV智能变电站继电保护配置和原则的基本概述
        （一）110kV智能变电站继电保护配置
        在当前城乡一体化建设进程不断加快的当代社会，智能变电站保护建设规模和数量持续增加的同时，也极大地降低了电力安全事故发生率，在确保社会稳定发展的基础上，也带动了区域经济的进一步发展。继电保护过程中，过程层以及变电站层是智能变电站主要的保护对象，以合理化继电保护配置方案将过程层及变电站层进行合理统一，是变电站继电站进行保护作业的基本方式，通过对继电保护装置进行系统化分析可知，在继电保护中运用一次设备，过程层配置可实现独立主保护机制，若一次性设备是智能设备，为确保预期保护目标的实现，电力企业需将保护设备安装在过程层的内部位置，反之若一次设备不是智能设备，为确保预期保护目标的实现，电力企业需将保护设备安装在就近的汇控柜位置中。
        （二）110kV智能变电站继电保护原则
        随着近年来电力企业建设规模和数量的持续增加，与高电压变电站相比，无论是装配还是设备，110kV智能变电站都相对简单，而为从根本上实现预期保护目标，110kV继电保护配置装置在应用过程中，需谨遵如下原则：
        其一，与传统继电保护装置相比，110kV智能变电站在应用过程中，不仅需满足变电站选择性、可靠性、灵敏性及快速性等基本要求，与此同时各项作业操作也需在电力工程安全防范规则之内；
        其二，对于110kV及其以上的高电压级别变电站，在110kV智能变电站配置应用过程中，为确保各网之间的相互独立性，当继电保护与各个网相连接时，数据端口的控制保持独立，电子式电压互感器合理安装在内；
        其三，对于110kV以及较低电压级别的变电站，在110kV智能变电站配置应用过程中，为确保智能变电站应用效益的最大化发挥，基层产业机构和相关主管部门需提高对测控装置选择的重视度，即尽量选择保护测控装置一体化的复合型设备；
        其四，以110kV变电站与低电压级变电站为载体，就主变压器这一设备而言，在进行装配过程中，为确保装置应用效益的最大化发挥，各个侧面需采用冗余配置进行安装，其他备间隔间的合并单元适合单套装配的方式。
        二、110kV智能变电站继电保护的相关分析
        （一）过程层保护
        简单来讲，110kV智能变电站应用过程中，对于过程层其保护内容主要分为三方面，即——母线差动保护、变压器保护和线路保护。
        1.线路保护
        对于110 kV智能变电站而言，线路保护工作能否落实到实处，在一定程度上对变电站使用的安全性具有重要影响。在当前线路保护过程中，为确保保护效益的最大化发挥，一方面电力企业变电站安装工作人员在进行线路间隔处理时，保护测控装置除了与 GOOSE 网交换信息外要全部采用点对点连接和传输方式直接与合并单元、智能终端相连的方式；另一方面在线路以及母线上安装电子式互感器时，为实现直接采样功能，管理工作人员需将其先接入合并单元，数据打包后再经过光纤送至SV 网络和保护测控装置。除此之外，110kV变电站保护装置和合并单元数据进行连接时，跨间隔信息接入保护测控装置时为确保接入的安全性、合理性和规范性，管理人员需采用GOOSE网络传输方式。

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        2.母线差动保护
        在对110kV智能变电站母线进行保护过程中，为从根本上确保保护作业落实到位，电力企业工作人员需采取相应的分布式设计装置，由此在实现间隔间相互独立的基础上，将保护装置直接与智能终端进行相连，由此为不通过网络数据交换的直接采样和直接跳闸功能的实现奠定良好基础。对于110kV智能变电站而言，其母线保护作业与一般变电站母线保护操作存在一定的相似处，即它们都是采用母线分段保护来实现预期的保护目标，但两者不同的是，110kV智能变电站每个保护单元可通过相互独立的GOOSE网络和SV网络与智能终端相连，在实现信号跨间隔传输的同时，实现了开关跳闸功能和数据取样功能的完全自动化。
        3.变压器保护
        经大量调研数据分析可知，110kV智能变电站过程层变压器保护过程中，其采取的主要保护方式为分布式保护，具体而言就是电力企业管理人员通过采用主、后备保护一体化配置，先启动差动保护后再启动集中式安装后备保护内容，以此来实现对变压器的有效保护。就目前来看，在进行变压器保护过程中，为从根本上提高保护作业的科学性、合理性和有效性，基层产业机构和相关部门工作人员在采用双套配置时，需做好如下工作，即——MU、智能终端均宜采用双套配置；中性点电流、间隙电流并入相应侧 MU等。在当前电力企业建设规模和数量持续增加的新市场经济常态下，110kV智能变电站的广泛应用在推动国民经济进一步发展的同时，也为国家可持续发展目标的实现奠定了良好基础，而变压器高、中、低压侧的智能终端除了连接GOOSE网络外，直接与变压器保护装置相连实现了保护装置直接通过智能终端跳闸，此外在变压器保护装置中，为实现对分段路装置的有效保护，电力企业在进行110kV智能变电变压器保护装置安装时，应直接进行取样，对各侧面断路器的自行跳转进行分析。
        （二）变电站层的保护
        在110kV智能变电站应用过程中，对于电力运行的继电保护不仅体现在过程层，变电站层继电保护工作近年来也受到了各界的高度关注，而与一般变电站相比，智能变电站变电站层的继电保护主要采用的事集中式后备保护装置。
        在当前电力企业运行过程中，集中式后备保护装置的应用在一定程度上不仅实现了对变电站层的自动调节，与此同时在实时在线调定中也为预期电路保护目标的实现打下了坚实基础，就目前来看，在实际运行过程中，集中式后备保护系统主要为本变电站和对相邻变电站实现后备保护功能，而通过大量调研数据分析可知，不同智能变电站同种集中式后备保护装置的应用功能和效益也存在显著差距，具体而言在变电站层智能变电站继电保护的功能体现在如下几方面——正常供电时，继电保护系统的主要功能是预警系统运行状态及电力设备实时监控；供电故障时，继电设备主要用于及时切断电力系统故障部分并将实时数据信息传输给智能终端；供电异常时，继电保护系统主要负责发出警告信号。
        三、结语
        简而言之，电力企业作为推动国民经济发展的重要基础产业，近年来随着企业建设规模和数量的持续增加，如何确保企业运行安全是现阶段企业的核心发展方向，而智能变电站技术是现阶段经过电力企业不断科研实践研发的一种现代技术手段，将其应运于电力系统中，可在有效保护变电站内部运行安全性的基础上，提升设备安全可靠性，并为区域经济的进一步发展奠定良好基础。
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