智能变电站二次系统组成及实现方案研究

蒋黎明 曾铁军

引言：本文在对智能变电站二次系统进行深入分析后，指出目前二次设备装置配置方案存在的局限性，并在此基础上提出一种具体可操作的实现方式，实现网络不同拥挤程度下母线保护和站域后备保护继电保护性能的最优化。

引言

目前智能变电站的实现方式还是采取常规变电站的二次设备功能模块，只是将相关的二次设备的输入输出接口加以改变，进而符合IEC61850的通信规约，实现不同厂家二次设备相互通信之间数据的相互识别。

本文在对智能变电站二次系统进行分析，对继电保护信息、测控信息、录波装置信息进行分析后，指出目前二次设备装置配置方案存在的局限性，并在此基础上提出一种具体可操作的实现方式。

一、现有二次系统组成与实现方案的局限性

根据《gb-t-14285-2006继电保护和安全自动装置技术规程》，目前的继电保护装置的设置原则之一是按间隔来设置，继电保护装置中实现主、后备保护，并且是集中组屏于相应电压场的保护小室中。由于未能考虑站外的出于安全稳定的调度信息，电力系统会震荡，甚至崩溃；保护动作判据多数是基于本间隔数据，但是该部分功能的信息采集和信息消费却不在同一台设备，从而可能出现传输失真甚至信号通道断裂[1～4]，由于未能从全站的角度来综合考虑相关信息，也影响了相关设备功能的性能，从而导致现有的继电保护的后备保护只能牺牲快速性来保证选择性。

二、一种智能变电站二次系统系统组成与实现方式

提出一种典型的智能变电站二次设备系统组成与实现方式，这里只考虑保护的单重化配置，双重化可将与此相关的设备进行冗余配置。

如图2所示的智能变电站二次系统系统由在过程层和间隔层的功能和设备组成发生了变化。过程层由线路和变压器保护、增加功能后的合并单元、智能操作箱组成，安装在现场；间隔层由站域后备保护、母线保护、测控、录波器组成，集中组屏于保护小室。

该系统具体的实现方式：合并单元采集该间隔的CT、PT单元后，将原始的采样值数据和处理后得到的数据送到线路和变压器支路继电保护装置。线路和变压器支路继电保护装置再接收线路对端的信息后，完成相关保护功能。合并单元根据过程层交换机组成的网络性能决定往间隔层发送何种形式（采样值、相量、方向数据）的电流电压数据和断路器、隔离刀闸、接地刀闸的位置数据。间隔层在原來三层两网的模式基础上增加站域后备保护设备，利用全站相关的信息来实现快速后备保护。相关二次设备性能有了如下的改善：

1）充分了利用了变电站站内站外的二次设备信息。

2）合并单元中增加了共享信息处理层。

3）大大减少了数据传输出错的概率，提高了继电保护性能。

三、结语

本文提出二次设备系统组成与实现方案，可带来继电保护与整个电网安全稳定的配合及全站范围内的快速后备保护等优点，遵循智能变电站二次系统系统组成与实现原则，相关二次设备算法也将会有更高的性能，尤其是经过装置处理后的信息内容将更加丰富，智能变电站二次设备的总体性能势必将进一步提高。

参考文献

[1]黄灿，肖驰夫，方毅等.智能变电站中采样值传输延时的处理[J].电网技术，2011.35（1）：5-10.

[2]徐志强，雷雨田.张可人等.智能变电站中智能组件的时间测试方法[J].电网技术，2011.35（12）：8-13.

[3]欧阳帆，刘海峰，赵永生等.智能变电站通信网络阻塞故障及其防范措施分析[J].电网技术，2011.35（11）：7-11.

[4]窦晓波，胡敏强，吴在军等.数字化变电站通信网络性能仿真分析[J].电网技术，2008.32（17）：98-104.

（作者单位：1.南华大学计算机科学与技术学院；2.南华大学电气工程学院）

作者简介

蒋黎明（1983-），男，博士，讲师，研究方向：电网系统安全与防护。