母线差动保护在智能变电站中的应用

部时钟 。而网络采样模 式的同步依赖于外 部时钟 ，由
于交换机传输数据较 大时，传输延 时不 固定，无法采 用插值 同步。 就采样数据处理来说 ，点对点采样模式 的数据传
输 是 通 过 光 纤 点对 点 直接 连 接 ，传 输 数 据 更 可 靠 。而
网络采样模式 的数据传输是通过交 换机传输 ，当母差
母线差动保护在智能变 电站 中的应用
王 鑫 焦新敬 刘啸宇 刘 跃 文
（ 东电 力集 团公 司 莱芜供 电公 司 ， 东 莱 芜 ２ １ ０ 山 山 ７ １ ０）
摘要 ： 文章就 母线 差动保 护 的数据 采样 和接入 方案在 智能 建设 中的设 计与 应 用进 行 了分析 ，对 两种 采样模 式 的特点、优劣以及适合的变电站 电压等级进行 了详细论述，同时对两种母差保护接入方案进行 了对比分析 ，
护主机加多台传 统采样母 差子机 。这种方式主要应用
在传统变 电站智能化改造 过程 。改造过程 中需接入间 隔传统交流 采样及 开入开出并转换 为数 字化采样提供
给主机 ，如图３ 所示 ：
通 常不大 于２ ，需配 置独立 的合 并单元 以及 智能终 ４
随着我 国经济 的高速发展 ，传统 电网已经不能很 好地满 足未来经济发 展的要求 ，由此提 出了建设具有 中国特 色智能 电网的 目标 。智能电网要求在发 电、输 电、配 电、用 电等环 节应用 大量 的新技术整合 电网的 各种信息 ，进行深入分析和优化 ，实现对 电网更完整 和深入 的洞察 ，实现整个智能 电网 “ 生态 系统 ”更好 地实时决策 。 智能变电站因其 技术含 量高，结构相对 复杂 ，功 能性大等原因 ，使得对 其进行 的继 电保护显得尤为重 要 ，尤其是母线差动保护，在智能变 电站 中的应用将 会给变电站 的运行和管理带来深远的影响。
对 点采 样模式 ，部分接 线规模较小 的ｌ Ｏ Ｖ 以下电 ｌｋ 及
压 等 级 的变 电站母 线 保 护采 用 网络采 样 模 式 。
二 、智能变 电站母差保 护的接入 方案
智能变 电站母 差保 护接 入方 案常 用 的有两 种方 式 ，分别为集中式与分布式。
图 ２ ｌｋ Ｏ Ｖ集 中式母差保护应 用示意 图
就采样模式工程应用对 比来说 ，由于交换机数据
传输延时不固定，在传输 大量的采样数据 时，各 间隔
配置独立的智能终端与合并单元，采用四合一保护装 置 ，且保护装置在开关柜接地放置 。互感器有时配 置 传统互感器，交流量需转为数字量输出。母差保护接 入 间隔数大 于２ 。如图２ ４ 所示 为一个典型 的１ ｋ 集 中 ＯＶ 式母差保护应用示意 图：
并给 出 了各 自的应 用场合 。 关 键词 ： 能 变电站 ； 据采样 ； 差保 护 ； 据 采样 ； 入 方案 智 数 母 数 接
中图分 类号 ： Ｍ７ ３ Ｔ ７
文献标 识码 ： Ａ
文章编 号 ： ０ ９ ２ ７ ２ １ ） ４ ０ ７ — ２ １ ０ — ３ ４（ ０ ３ — ０ ０ ０ １
可 以通过 网络来共享采样数据 ，符合智能化变 电站数 据网络化及共享化的要求 。
点对 点采样 模 式可 以采 用 的同步 方式有 插值 同
步 、光 纤秒脉冲 同步、光纤Ｂ 码同步 。它 的采样数据
处 理特 点是 点对 点接入 ，每个 光纤接 口仅接 入１ 间 个
７ ｏ 中圃 ：技 企 ２ １ １ ０ 高新 术 业 ０ ｛ ２
交流采样数据经交换机传 输到母 线保护 时间不一致 ， 故 同步方式只能采用外部时钟 同步方 式。同时交换机
在负荷较重时 ，容易造成传输 数据 延时较 大，对母线 保护动作时间有影 响。 ・
由 以上 分 析 可 得 ，２ ０ Ｖ 以上 的 智 能 化 变 电站 ２ｋ及
以及接 线规模较大 的１ Ｏ Ｖ 电站 母线保护均采用 点 ｌｋ 变
分布式母差保护第 二种典型应用配 置单 台母 差保
集中式母差保 护采用 单台母差主机完成母 线保护 的交流采样 、开入开 出、保护运 算、站控层通讯等功
能 。这种维护方式的母差保护便于维护 与管理 ，但接 入 多间隔保护装置运算 压力较大 。主要应用 在 １ Ｏ Ｖ ｌｋ 及 以上 电压等级的智能变 电站，母差保 护接入 间隔数
连接多个间隔时 ，需配置通 过多的光 纤接 口连接 交换
现 有 的智 能变 电站母 差应 用方 案按 采样 值 处理
机 ，同时需对交换机进行划分等来优化采样数据。
就数据共享性来说 ，点对点采样模式采用光 纤直
模 式分为 两类 ，分别 为 点对 点采样模 式和 网络 采样
模式。
接连接 ，无法共享采到的采样数据 。而网络采样模式
一
隔数 据 。
网络采样模式采用的同步方 式有 １ ８ 时钟同步、 ５８
光纤秒脉冲 同步 、光纤Ｂ 同步 。它的采样数 据处理 码
特 点是交换机 网络 口接入 ，每个光纤接 口接入若干个
间 隔数 据 。 （ ） 样模 式对 比 二 采
智能变 电站母差应用方案按采样值处理模式分为
两类 ，分别为点对 点采样模式和 网络采样模式 ，我们 分别从 同步方式 、采样数据处理、数据共享性、采样 模 式 工程应 用对 比 四个 方面 来对 比分 析两种 模 式 的
优劣 。
Hale Waihona Puke 、母差保 护的采样模 式
智能变 电站的母线保护装置各 间隔发送 的采样数
就采用 的同步方式来说 ，点对点采样模式的 同步 方式更为可靠，若采用插值 同步方式 ，可不依赖于外
据 同步性对差动保护计算影响很大 ，如何保证采样 同 步是 目前智能变 电站母差保护现有 的难 点。 由于智能 变 电站 的母线保护需通过光纤 以太 网从过程层交 换机 或 直接 从各 间隔接 收所有 间 隔的数 据 ，大量 数据 的 传 输与处理给 网络传输速率和Ｃ Ｕ Ｐ 处理能力带来很大 挑战。 （ 采样模式分类 一） ‘