110kV变电所继电保护自动化设计分析

2016-06-02梁晓武江山东新巨龙能源有限责任公司山东菏泽274918

中国科技纵横 2016年2期

梁晓武江(山东新巨龙能源有限责任公司,山东菏泽 274918)

110kV变电所继电保护自动化设计分析

梁晓武江
(山东新巨龙能源有限责任公司,山东菏泽 274918)

【摘要】电力系统出现故障或者不正常的运行都会给用电设备的安全性造成不同程度的影响,因此继电保护装置是110kV变电所必不可少的组成部分,它对于及时发现故障阻止故障,降低重要设备损坏度,保障电能质量,保证变电所相关系统设备的安全运行有着重要意义。继电保护是一种反事故自动装置,准确、迅速是继电保护装置最显著的特点,它能够在110kV变电所系统出现故障或者不正常运行时发出报警信号并将故障部分隔离或直接切除。本文主要对110kV变电所继电保护自动化的配置和设计方案等相关问题进行了分析探讨。

【关键词】变电所继电保护电气自动化 110kV

1 110kV变电所的继电保护技术规范

为了有效促进和规范变电所继电保护自动化的应用，推进建设坚强智能电网的发展战略能够稳步前进，电网公司针对110kV及以上等级的新建或改扩建的变电所继电保护自动化应用颁布了《电网继电保护通用技术规范》和《电网数字化变电站技术规范》，并依据各个变电所的具体情况，对相关设备的保护方案、继电保护的配置原则、信息交互、技术要求等进行了重点规范，规范中强调了为提高系统继电保护性能和自动化水平，必须在满足速动性、可靠性、选择性等多方面要求的基础上重视继电保护自动化新技术的应用[1]。在功能实现上，为使系统设计方案的整体性能得到最大限度的发挥，在对继电保护自动化进行设计时，应当将其视作一个整体，并要求通道、二次回路、一次设备和保护装置之间能够协调配合。在110kV变电站中，可采用传统互感器或者电子式互感器采集电流量和电压量，直接电缆连接或者采用GOOSE机制传输跳、合闸命令及联闭锁信息，并要以IEC61850(DLT860)为标准进行继电保护和站控层之间的信息交互[2]。

2 110kV变电所继电保护自动化的配置

继电保护自动化配置的原则主要包括以下5点，第一，断路器接点位置通过点对点网络传输，对于继电保护中的联闭锁、跳合闸信息要采用GOOSE网络传输方式。第二，在110kV及以上电压等级的双母线和单母线分段等接线型式中，为了简化二次回路，提高继电保护的可靠性，各个间隔之间要配置独立的三相ECVT。第三，继电保护装置应该直接采样，对电子式互感器的采样要通过两路独立的采样系统进行，每路采样系统要采用AD系统并接合并单元MU中，其输出的两路数字的采样值会经过同一通道进行同一套保护装置中，对于单间隔的保护或者多间隔的保护需要采取直接跳闸的方式，如果要采用其他跳闸方式，一定要保证相应设备必须满足快速性和可靠性的要求[3]。第四，继电保护装置的安装和运行环境都要满足相应的技术标准要求，采取独立分散和就地安装的方式，并要保证继电保护装置内部各个网络的数据接口控制器处于相互完全独立的状态，以免同一装置被接入不同网络后造成各网络之间的相互干扰。第五，110kV变电所的继电保护自动化的设计与配置要求保护装置、一次设备、二次回路之间协调配合，继电保护的自动化配置要满足灵敏性、速动性、可靠性以及选择性等多方面的要求，并将加强保护装置的可靠性作为基础。

图1 母线继电保护方案示意图

3 110kV变电所中各设备的设计方案

3.1线路的继电保护方案

在110kV变电所继电保护自动化的方案设计中，要求线路的继电保护要具有GOOSE网络断路器失灵和启动重合闸的功能，应通过直接采样或直接跳断路器进行，并要求测控功能和站内保护要结为一体，并根据间隔单套进行配置。从线路继电保护方案示意图中可以看出，变电所线路两间隔之间的保护测控装置可以与智能终端和合并单元对应连接，并可以利用GOOSE网络实现信息的交换和连接。其中与智能终端的连接可以实现直接跳闸的功能，与合并单元的连接可以实现直接采样的功能[4]。

3.2 母线的继电保护方案

母线的继电保护方案，为了实现保护装置和测控装置集成的目的，一般会利用单套配置，采用分布式设计，如图1所示，母线同样与合并单元、智能终端相连接，分别使直接采样和直接跳闸功能得以实现，并采用互不干扰的GOOSE网和SV网对跨间隔信号进行传输[5]。