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摘要:智能电网的深入改革,智能变电站在我国逐渐实现了快速的发展,进而成为现阶段我国变电站技术主要的发展方向及建设趋势。智能变电站中包括的技术分支相对较多,其中继电保护针对变电站的安全性能及可靠性能的整体要求相对较高,继电保护的安全性、速动性、可靠性对智能变电站的整体运行有着较为直接的影响。因此,对智能变电站进行深入的研究及分析是较为重要的。结合智能变电站的实际工作状况,介绍110kV智能变电站继电保护装置的实施及测试检验。
关键词:110kV智能变电站;继电保护装置;实施及测试检验
1 解析110kV智能变电站的继电保护配置
1.1刍议110kV智能变电站的继电保护相关装置
以合理化的继电保护配置方案为基本依据,将过程层及变电站层进行合理的统一,进而形成智能化的变电站装置设备。将一次性设备运用到继电保护中,对继电保护过程层的配置采取独立保护,若一次性设备是智能设备,则将保护设备安装在过程层的内部位置,如果不是则将保护设备、测控设备及合并器等安装在就近的汇控柜位置中,进而逐渐将设备的运行及维护加以简化。
1.2继电保护原则在110kV智能变电站中的应用
以110kV变电站为对象,就站内的接线环节来说,采取一种高电压级别的变电站形式和设备结合的装置相比较为精简,对110kV继电保护配置应着重于满足以下几点:①与传统继电保护相比,智能变电站具备选择性、可靠性、灵敏性及快速性等基本要求,在进行智能变电站的保护当中,应进一步满足4个性能要求以及其他电力工程中安全防范的规则;②110kV变电站与电压较高的级别变电站相比,对继电保护变电站过程中的SV网和GOOS网,站控层的MMS网之间的关系较为独立,当继电保护与各个网相连接时,数据端口的控制保持独立;③110kV及高电压器级别的变电站,将母双线、单双线进行合理分段,这两种存在差异的接线方式,如果满足设置好的前提条件及相关要求,可以将电子式电压互感器合理安装在内;④以110kV及较低电压的继电变电站为基本依据,应选用一款具备保护测控装置一体化的复合型设备安装;⑤就110kV和较低电压级别的变电站为例,在将保护装置就地安装的过程中,可以使用智能终端将装置统一集成安装。
2 110kV智能变电站继电保护装置的实施
2.1线路保护
对于110kV智能变电站,站内保护、测控功能宜一体化,按间隔单套配置,线路保护直接采样、直接跳断路器;经GOOSE网络启动断路器失灵、重合闸等功能。
线路间隔内保护测控装置除了与GOOSE网交换信息外,均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;保护测控装置与合并单元的连接和数据传输,实现直接采样功能,与智能终端的连接实现直接跳闸功能,均不通过GOOSE网络实现;安装在线路和母线上的电子式互感器获得电流电压信号后,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;跨间隔信息接入保护测控装置时,采用GOOSE网络传输方式。
2.2母联(分段)保护
分段保护装置直接与合并单元和智能终端连接,分别实现不通过网络数据交换的直接采样和直接跳闸功能;保护装置、合并单元和智能终端等设备,均通过相互独立的GOOSE网络和SV网络,实现信号的跨间隔传输。
110kV分段保护跳闸采用点对点直跳,其他保护(主变保护)跳分段采用GOOSE网络方式;母联(分段)保护启动母线失灵可采样GOOSE网络传输。
2.3变压器保护
变压器保护装置过程层采用分布式配置,完成差动保护功能,而后备保护采用集中式的安装。非电量保护单独安装,通过电缆直接引入断路器跳闸,同时跳闸命令通过光缆引入采样和GOOSE的共同网络上。
2.4母联(分段)保护的实施
母联保护的装置可以和智能终端以及合并单元直接进行相互连接,它不需要进行数据信息的交换,就能够直接进行采样处理,也可以实现直接跳闸。母联保护装置、智能终端以及合并单元这三者能够通过相互之间独立存在的SV网和GOOSE网进行信息的传输,而且这种信息的传输属于跨间隔的信号传输。
依照技术规范中的实施要求,110kV智能变电站的母联保护所使用的配置属于单套系统,必须要能够达到保护、控制以及监测三位一体的综合要求。跳闸采取点对点的直接跳闸方式,主变保护所采取的跳闸方式属于GOOSE网络跳闸,如果母线失灵,对于母联的保护能够通过GOOSE网络传输进行。
3 变电站层继电保护
变电站层配置集中式后备保护,全站所有电压等级集中配置。集中式后备保护采用自适应和在线实时自整定技术,同时具备广域保护的接口,能够实现广域保护的功能。后备保护系统为本变电站元件提供近后备和开关失灵保护功能,还为相邻变电站元件提供远后备保护功能。
每个变电站的保护范围分为:近后备保护,包括该变电站内所有母线和直接出线;远后备保护,包括直接出线的对端母线以及与对端母线所连的所有线路。
独立的后备保护系统采集本变电站元件的电压和电流信息、断路器状态信息及主保护动作信号,接收相邻变电站元件的故障方向信息、断路器状态信息及主保护动作信号,根据实时信息,独立判别在远后备范围内元件的故障,并做出最优的跳闸策略。另外,可以结合离线定值整定算法,根据不同运行方式预先确定几套定值整定方案。站内集中保护装置根据实时的电网参数确定系统运行在某种运行方式后,保护相应切换到预先设定好的其中一套定值区,以达到优化保护动作性能的目的。低频/低压减载、备用自投装置和过负荷联切等自动装置功能也可以集成进去。
4 110kV智能变电站继电保护装置的测试检验
4.1光数字信号的输入检测
以前的输入保护装置当中,对于电压和电流进行了模拟,这些模拟量现在均由光数字信号取代,这些信号由合并器产生。以前常用的保护测试仪仅仅可以进行模拟量的输出,现在的光数字保护测试仪能够利用光纤以太网口进行输入的测试,所传输的数字信号不会产生误差,而且采样精度的检测以及零漂都能够省去。
如果所要检测的保护装置有跨间隔数据的不同间隔的传输要求,需要保证数据传输过程中到达时间的同步性,如果出现差距比较大的状况,就基本不能够满足保护装置的要求。
4.2网络的运行检测
先前所使用的保护接点采用直接跳闸的方式,在所使用的一二次设备相同的条件之下,智能变电站的继电保护是通过GOOSE网络向智能终端发送跳闸的命令,之后再进行彼此的启动闭锁信号的传输。对其运作过程的网络测试检验,和常规的状况相比较,具有更大的可靠性和安全性。
4.3输入输出信号的检测
先前保护装置信号的传输是通过GOOSE网络完成的,而信号的传输主要表现为直流电信号的传输,智能变电站信号的输入和输出是通过GOOSE报文来实现的,它所使用的传输信号能够利用整组传动试验装置来进行检测,得出信号输入与输出的正确性和实时性。
4.4跨间隔数据的检测
因为电流信号和光数字电压输入方式的使用,对于跨间隔数据的检测显得越来越重要,其中就包括母线的差动保护以及变压器的差动保护,所以,进行跨间隔数据同步性的检测是一个非常重要的步骤。
5 结语
智能变电站是发电站发展的必经之路,对我国智能化电网的建设工作也有着十分重要的意义,而继电保护作为保证智能变电站良好运行的基础条件之一,如何构建优良的继电保护系统也是智能变电站改革过程中所遇到的重要问题。
参考文献:
[1]夏勇军,陈宏,陶骞,等.110kV智能变电站的继电保护配置[J].湖北电力,2010,(S1):89.
[2]袁桂华,张瑞芳,郭明洁.110kV变电站继电保护整定方案优化[J].中国造纸,2010,(07):95.