110kV数字化变电站继电保护配置方案的分析 牛振华

110kV数字化变电站继电保护配置方案的分析牛振华
摘要：现阶段，随着经济发展的十分的迅速，人民的生活水平逐渐的提高，对电力的需求也越来越大。

由于社会生产活动对电力的需求不断增大，致使电力行业的发展规模有所壮大，在发展的同时，电力系统面临着前所未有的运行压力，变电站的继电保护工作成为一大难题。

对此，各个电力企业通过引进先进技术来帮助完善变电站继电保护措施，这也成为电网发展的必然趋势。

文中就以110kV 数字化变电站继电保护的特点作为研究110kV数字化变电站继电保护可靠性方法的切入点，探讨影响继电保护可靠性的相关因素以及对应的解决措施。

关键词：110kV；数字化变电站；继电保护；配置方案；分析
引言
随着我国经济和社会的不断发展，我国的电力事业也在不断进步，为了满足人们生产和生活的需求，电网改革的进程也在不断推进。

常规和数字变电站在稳定性和规范性等方面都存在一定的缺陷，我国电网发布的《智能变电技术导则》推行智能化的变电技术，经过一段时期的实践证明，智能变电技术能够大大提高工作的效率，作为智能变电站的重要保护方式，数字化继电保护的应用为变电站的平稳运行提供了基本的保障。

因此，本文对数字化继电保护在智能变电站中的应用进行探究具有重要意义。

1数字化变电站与传统变电站比较
数字化变电站是由智能化一次设备和网络化二次设备分层构建、建立在
IEC61850通信规范基础之上、能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。

一次设备采集信息后，就地转换为数字量，通过光缆上传测控保护装置，然后传至后台监控系统。

监控系统和保护装置对一次设备的控制也是通过光缆传输数字信号实现其功能。

传统变电站的一次设备采集模拟量后，通过电缆将模拟量传输到测控保护装置，装置进行模数转换后对数据进行处理，然后通过网线将转换后的数字信号传至后台监控系统。

同时，监控系统和保护装置对一次设备的控制通过电缆传输模拟信号来实现。

由上文可见，传统变电站的设备通过大量的电缆相连，存在电缆损耗、电磁兼容、电磁干扰、铁芯饱和等问题，而数字化变电站的二次侧直接输出数字信号通过光纤传输，使用光缆代替大量电缆，极大增强了变电站信号的抗干扰能力和系统的可靠性。

2 110kV数字化变电站继电保护配置方案
2.1线路设置
线路按单侧电源放射式单回路。

无时限电流速断保护从自重要配电所引出的线路装设、带时限速断保护要在当无时限电流速断保护不能满足选择性要求时装设、过电流保护、单相接地保护根据需要进行安装。

当过流保护的时限不大于0.5-0.7s，且没有保护配合上的要求时，可不装设电流速断保护。

2.2智能型空气断路器
空气断路器的工作原理：以空气或者空气气流为灭弧介质的断路器，是空气断路器。

断路器断开电流时，在断开的两个触头之间会产生电弧，设计中利用电弧电流产生的电磁力，将电弧拉长至灭弧栅内，从而使得电弧迅速冷却而灭弧；或者，当触头拉开出现电弧时，用一股强烈的空气气流吹向电弧，而得电弧拉长并冷却，从而最终灭弧。

智能型空气断路器的反时限保护与热磁断流器相似，仅
是用电子信号代替了热磁脱扣信号。

设计时可根据线路的具体要就确定保护参数，在选型相匹配的断路器，断路器的生产厂家有提供断路器的反时限保护曲线。

2.3变压器保护
根据规程要求，110kV变压器电量保护应配置双套，并应采用主、后备保护
一体化配置，如单独配置，后备保护应与测控装置一体化。

变压器保护使用双套
配置时，合并单元（MU）的每一侧，智能终端的每一侧都要使用双套配置；中
性点以及间隙电流分别并入对应侧（MU）；直接采样，直接跳到一侧断路器；
如遇跳母联、分段断路器和启动失灵等情况下，则使用GOOSE网进行传输。

2.4母联（分段）保护
母联保护与线路保护基本相同，但结构上更简单。

母联保护装置与合并单元、智能终端直接相连，不必进行数据交换，就可以实现直接采样、直接跳闸；并且，母联保护装置、合并单元、智能终端，都可以经过彼此独立的GOOSE网和SV网，实现跨间隔传输信号。

根据规程的相关要求，110kV母联保护使用单套配置，应
满足保护、监测和控制综合一体化。

跳闸方式应用点对点直接跳闸，主变保护则
应用GOOSE网络跳闸；母联保护在母线失灵的情况下，可以使用GOOSE网络传输。

3 110kV智能变电站中数字化继电保护的应用
3.1信息收集配置
对继电保护信息的收集，是风电变电站继电保护配置的重要组成部分，其主
要可以从以下几个方面作为着手点：第一点，对于设备出现的故障，应该能够进
行自动处理与远程传输，同时，还要起到检测保护运行日常状态的作用，能够根
据中心调度指令，对指定装置开展查询与维护工作。

第二点，能够实现信息监视，具体的，要满足在线监视查看指定装置的基本模型，提供监视对象模型的详细信息。

信息显示可以按照DL/T860定义的结构进行展开。

第三点，能够采用
DL/T860服務，进行自动的保护信息整理，利用缓存报告的形式，实现对SOE的
高效传送，利用非缓存报告的方式，完成对遥测信息的传送。

第五点，能够实现
多路数据的自动转发，并可以通过公共网络，进行多调度中心数据传输。

3.2继电保护的调试与安装
因数字化变电站的继电保护仅支持数字信息的传输与交流，为此需要在调试
的试验仪和保护装置间增设一个数据采集装置，这就为调试工作增加了一定的难度。

由于继电调试的工作人员本身对学历和专业知识的要求就较高，其中的部分
人员还具备远程操作能力，为此，在接受新的调试方法训练时不存在无法接受的
情况。

而对于具备长期工作经验的技术人员来说，对于安装接线的技术相对娴熟，但是对新事物的接受能力明显不足。

因此，对光纤安装的业务相对薄弱，很难在
短期之内进行思想转变，这就需要加强对安装技术人员的培训工作，通过合理的
调试和安装来提升继电保护的可靠性。

3.3保护装置配置
首先，装置应该有多个以太网通信端口，能够满足GB/T20840.8与DL/T860
的数据格式规定。

其次，装置要支持GOOSE协议，并能够通过GOOSE协议传递
装置的跳合闸命令，并通过智能端口，实现断路器的自动控制。

此外，装置的闭
锁保护机制应该相对完善，在GOOSE数据异常、合并单元异常、硬件数据异常等故障情况下，能够自动运行闭锁保护以及发出警报，并向站控层传达闭锁原因。

3.5光纤数字电压、电流信号的输入方式，决定了检验数据同步性的测试显得尤为重要，如变压器差动保护、母差保护，需要对不同的同步间隔的数据进行验
证。

结语
为了满足社会发展的需要，电网改革的进程正在不断加快，智能变电站已经成为我国变电站的发展趋势，对智能化的变电站进行继电保护是维持电网稳定运行的重要途径，因此，使用数字化继电保护的方式对变电站进行保护具有重要意义，相关的工作人员需要对维护和监测技术进行熟练的掌握，明确保护步骤，及时发现变电站中的问题，并采取有效措施进行处理。

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