智能站设计在变电二次继电保护中的分析 赖煜文

智能站设计在变电二次继电保护中的分析赖煜文

发表时间：2017-10-30T11:55:45.613Z 来源：《电力设备》2017年第18期作者：赖煜文[导读] 摘要：智能变电站的建设在我国的电网改造工作中是非常重要的基础工作，继电保护是保障电网运行的主要方向，并随着电网的发展取得了一定进展。鉴于此，本文对智能站设计在变电二次继电保护中的应用进行了分析探讨，仅供参考。

（国网福建龙岩市永定区供电有限公司福建龙岩 364000）摘要：智能变电站的建设在我国的电网改造工作中是非常重要的基础工作，继电保护是保障电网运行的主要方向，并随着电网的发展取得了一定进展。鉴于此，本文对智能站设计在变电二次继电保护中的应用进行了分析探讨，仅供参考。

关键词：智能站设计；变电；二次；继电保护

一、智能化变电站的含义及其应用特点

智能化变电站以光电技术为核心，结合了网络技术、信息技术以及通信技术等，可以实现变电站运行中的信息化、自动化以及数字化，同时还可以实时监控运行过程，并对发生的故障进行定位与查找，快速的解决故障。因此，智能变电站结成了多种技术手段和应用，实现边站整个范围内数据的收集、整理以及处理，一方面提升了变电站运行的可靠性，另一方面确保了数据的准确性和实效性。在智能化变电站的运行过程中，有如下几个特点: (1)智能化变电站的功能是大范围的采集系统的数据信息，而如果数据不准确会影响到变电站的运行效率，因此为了保障信息的准确性，智能化变电站一般利用光电式的互感器进行信息的采集。(2)智能变电站采集到的信息量是十分庞大的，且形式也比较复杂，如果仍旧使用传统的方式处理数据会降低变电站的运行效率，为了能够提升运行效率，符合现代智能化变电站的运行需求，一般采用分布式运行管理模式格局来根据不同设备的配置方式，差异化的选择运行管理模式，然后再对信息进行处理，利用层次化的工作模式进行有秩序的、科学的信息处理。

二、智能变电站部分二次虚端子典型设计关键点分析

1、关于断路器沟通三跳的动作逻辑问题

常规站的沟通三跳回路设计如图 1 所示。

从图 1 可看到，回路的基本动作逻辑是各线路保护装置启动后，分相跳闸触点闭合，控制回路正电通过该触点连接至断路器保护装置的沟通三跳继电器 KCF1 触点(通过操作箱完成)。该触点为常闭接点，断路器保护装置在失电、闭锁、重合闸充电未完成、三相重合闸、停用等情况下闭合，单项重合闸、综合重合闸方式，正常运行状态打开。KCF1 触点连接至操作箱三跳继电器，完成三相跳闸，但在智能站中，不再存在物理上的二次回路，相互之间通过 GOOSE 网络传递各类信息，完成各自的动作逻辑，各保护装置、智能设备在性能上也存在一定的变化，因此，当前的典型设计是将该功能之间的虚端子连接省略了，主要依靠智能终端的功能逻辑设计来实现沟通三跳，即线路保护装置、断路器保护装置、智能终端设备之间不再有专门用于沟通三跳动作逻辑功能的虚端子连接，智能终端的各三跳逻辑功能触点(如永久跳闸出口继电器触点、不启动失灵保护装置出口继电器触点、三相跳闸出口继电器触点等)与各保护装置之间保留虚端子连接。据了解，包括河北电力勘测设计研究院、中电装备郑州电力设计院、华北电力勘测设计研究院等单位均省略了相关的沟通三跳虚端子回路的设计。笔者认为，该类触点的 GOOSE 信息通常是由断路器失灵保护装置、母线差动保护装置、高压并联电压电抗器、过压保护装置发出的，也就是常规站中的典型沟通三跳回路的功能取消了。在断路器保护装置运行正常时，有闭锁重合 GOOSE 信息开入、重合闸充电未完成等情况下，断路器保护装置可实现三相跳闸的功能，然而，存在如下问题: 在断路器保护装置发生故障而不能正常发出 GOOSE信息，出现 GOOSE 断开时，恰好线路出现故障，线路保护装置单相跳闸后因断路器保护装置故障不能沟通三相跳闸，最终导致非全相保护装置动作跳闸的情况。当前典型设计中，每个断路器均配备 2套独立的断路器保护装置，同时出现装置故障的概率非常低。从二次系统设计的完善性考虑，应当增加沟通三跳的逻辑功能，为此，归纳了以下几个方案: 方案 1，断路器保护装置、智能终端单套配置。断路器保护装置故障引起的问题，可通过智能终端检测与断路器保护装置的 GOOSE 通信是否完好来解决，若出现与断路器保护装置的 GOOSE 断开故障，接收到断路器保护装置的单相跳闸信号后，三相跳闸。

方案 2，断路器保护、智能终端依然双套配置，但互为冗余，网络逻辑上不再完全独立，每套智能终端均接受 2 套断路器保护装置的GOOSE 信息，智能终端检测 2 套断路器保护装置均出现GOOSE 断开后，完成沟通三跳的逻辑功能。

方案 3，如常规站，不依靠 GOOSE 网络，通过单独的二次回路实现沟通三跳功能。

以上 3 个方案，各有利弊，从规范化设计的简化角度考虑，认为方案 1 最佳。

2、关于闭锁重合闸的 GOOSE 信息问题

智能站中，各智能设备之间的闭锁重合闸是通过 GOOSE 信息来互相传递。对于 3/2 接线的 500kV 系统，线路保护装置、断路器保护装置均可发送闭锁重合信息，智能终端也能自身合成并发出闭锁重合信号。当前较多设计采用的闭锁重合闸的GOOSE 信息流如图 2 所示。