王鑫
国网山西省电力公司晋中供电公司，山西 晋中 030600
摘要：随着科学技术的不断创新和进步，新一代智能变电站迎来了历史性的时刻。保护是智能变电站备份保护的重要技术之一。目前，在智能变电站继电保护系统中，保护的可靠性主要是通过两套保护装置的双配置来实现的，往往集中在单一的区间部分，缺乏系统级的协调。现场区域保护的优点就是克服了这个问题，使继电保护从间隔保护装置时代到整体保护系统时代，更加经济可靠。目前，国际相关领域已开始关注电站保护的开发和应用，国内电气设备制造商也推出了第一代电站保护。
关键词：智能电网；站域继电保护
引言
继电保护是电力系统安全运行最为重要的保护方式，而传统的继电保护技术已无法满足电网安全运行要求。因此，基于智能电网的站域保护成为了目前我国电力技术发展的主要研究对象。站域继电保护主要是通过智能网络化的监控系统来采集站内所需要的电力运行指标信息，然后再对采集的信息进行有效地筛选和优化，从而实现继电就地化保护的目的。首先明确研究的目的和意义，然后针对站域保护的原理配置和结构特点进行详细论述。
1站域保护的结构特点
1.1系统结构
站域保护控制装置和装置间相互连接的以太网交换机共同组成了站域保护。其逻辑功能可以使用单一装置实现，也可以由多装置实现。站域保护需对数据进行采集、传输和处理。在智能变电站站中，传输电流电压采样值信号的SV网络与传输开关变位、跳闸等信号的GOOSE网络均需通过以太网交换机。这些信号都是站域保护需要采集的。智能变电站的三层两网结构以及高速网络通信功能，应能全部满足保护控制装置对数据的采集、传输和处理。所以在进行检测时，应综合考虑站域保护在网络流量过高时的灵敏性和可靠性，并将以太网交换机与相连接的保护控制装置作为一个完整的站域保护系统。站域保护位于间隔层，全站一般配置两套保护控制系统，均由数据采集及计算模块、故障定位模块、保护跳闸决策模块组成，可以互为备用，也可以作为不同电压等级的公用保护使用。这样大大提高了全站保护系统的稳定性和可靠性。站域保护采用集成化的硬件设备，可实现测量保护一体化，相比传统的保护测量设备简化了硬件结构，降低了开发成本，同时减轻了现场运维的工作量和难度。
1.2功能特点
站域保护装置是一个多输入多输出的控制处理器。它由站内直流系统供电，并且集成了多个间隔的保护控制功能。变压器、母线、线路的电压电流同步采样信息和开关量信息分别通过SV报文和GOOSE报文传送给站域保护。站域保护经逻辑判断后，输出跳合闸、保护启动等信号。智能变电站中的站域保护一般接入各电压等级的过程层网络中。它虽然属于间隔层设备，但拥有站控层设备的功能。在其数据总线上往往按照间隔接入不同的功能模块，而各间隔的保护控制功能不互相影响。站域保护的每个模块都经光纤接入过程层网络，保护原理程序也分模块分别写入。站域保护通常采用网采网跳的方式，保护的跳闸和控制命令直接传输至智能终端，而不通过就地保护或测控装置。信息采集的网络化能使站域保护突破间隔层的限制，不同于其他单一间隔保护，可以对所需的多个间隔进行保护。并且，所保护的各个间隔交换机传输的报文可以设置不同的标志位，这使站域保护控制装置对各间隔的保护控制功能相互独立。这样即使其中任何一个间隔失去或退出保护，其余间隔的保护仍有作用，不会受到影响。由于智能变电站站内的所有信息都能快速方便的获取，站域保护可以收到所需每一个间隔的电流电压、开关刀闸位置等信息。这使得站域保护的原理及算法更加灵活。它对已有的后备保护进行了补充和完善，同时可以对并联抗器线路故障进行处理，极大地提高了保护系统的可靠性。
2变电站继电保护的配置问题
传统变电站运行期间，为了有效满足设备及系统运行方面要求，常常选择使用独立与双重主保护等配置形式。双重主保护以电流差动原理为基础，选择性与速冻性较好。
且当某一范围有故障出现，可以及时将故障区域切断。如果主保护出现拒动，可用后备保护将故障切除。后备保护原理为零序过流，为了确保后辈保护可选择，经常需要与动作时限、定值整定等方面相结合。再者，有时若过度保护选择性，还会影响后备保护速冻性。即便这一方式有明显优势，但因动作具备延时性，故而会对电网运行造成较大伤害。
3智能电网站域保护配置方案
3.1线路保护配置方案
为站点中的出局线路配置线路主保护，并根据系统操作模式在必要时配置相应的主保护。根据国家电网有限公司智能变电站的相关技术规范，线路保护所需的合并单元和智能终端均统一配置。通过“点对点”布线和“直接拾取和跳跃”模式在现场配置保护，以实现保护。保护测控装置直接连接到合并单元和智能终端，以获取电压和电流的实时监控数据;保护插座直接与智能终端相连，实现跳闸功能。电流和电压采样信号由合并单元调制，然后上传到保护设备和SV网络。采样信号调制过程在此间隔内在合并单元中完成，这减少了保护单元的信息处理工作量，同时避免了由网络延迟引起的错误。受PT合并单元出口数量的限制，当线路保护间隔较大时，可以通过SV网络获得相关的母线电压信号。尽管此方法略有延迟，但其误差仍在可接受的范围内。主保护动作信息和断路器状态信息通过GOOSE网络上传。
3.2主变保护配置方案
主变压器保护采用集成保护测控装置。变压器保护配置为双套，每个测试合并单元和智能终端应采用双套配置，两组保护接线和工作原理相同。主变压器保护采用“直接采掘，直接跳跃”的方法，该保护装置通过光纤通道与高压侧、中压侧、低压侧合并单元和智能终端相连，以确保主变压器保护采样和快速跳闸要求的同步。与线路保护类似，各侧合并单元将采集到的总开关电流信息直接传输至变压器保护测控装置，实现了电流信息的直接采集。合并单元同时将信号传输到SV网络，以进行备份保护。变压器保护装置的保护插座与三侧接收主智能单元和母联开关智能单元相连，实现直接跳闸。智能终端和保护设备同时连接到GOOSE网络，并上传相关的行程说明和行程信息。保护变压器主体所需要的信号通过电缆收集到非电气保护装置，并通过主体的智能终端实现局部跳闸。非电保护配有现场保护智能终端，通过电缆收集非电保护动作信息、变压器档位信息、接地开关控制信息等，并将数据进行处理后上传到高压GOOSE网络。
结语
当前，我国电网输电等级日益提高，继电保护的发展日新月异。在新一代智能变电站中配置站域保护，可以提高全站保护系统的可靠性、灵敏性和选择性，使电网更加安全稳定运行。
参考文献
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