110 kV智能变电站继电保护研究

秦汉玮

（湖北省电力有限公司武汉供电公司变电运维室，湖北 武汉 430050）

0 引 言

国家电网公司早在2009年5月已经提出骨干网架为特高压电网，且各级电网需要做到协调发展，将互动化、信息化以及自动化等特点作为智能电网的建设目标。智能变电站作为其基础，其建设会对总目标产生直接影响。尤其是继电保护，是确保电网稳定安全运行的第一道防线，需要智能变电站在保持基础功能的同时加强继电保护。

1 110kV智能变电站保护配置

110 kV变电站的主开关通常为常规开关，站内设置电子式互感器，只是尚未实现一体化平台和智能应用。但是，110 kV变电站内部的继电保护装置、自动化系统、网络方式等建设都提供了参考意见，其网络结构与110 kV智能变电站的要求相匹配。110 kV智能变电站内部过程层使用GOOSE网和SV网方式，其保护配置涵盖母差保护装置、故障录播器以及线路纵差保护装置等[1]。另外，110 kV母差与主变、合并单元等都实行双重化配置，从而充分体现110 kV智能变电站继电保护配置要求。

2 110kV智能变电站继电保护分析

2.1 线路保护

110 kV智能变电站要实现智能应用以及一体化平台，需要注重站内保护，并且突破测控功能，按照设备做好相应间隔。基于线路保护，一般会考虑直接采样和跳断路器做法，然后利用GOOSE网的启动等重要功能。线路间隔内的保护测控装置应该满足与GOOSE的信息交换，然后通过点对点连接以及传输方式、合并方式进行相互衔接。需要强调的是，该过程中合并单元和保护测控装置的连接、传输数据等都是直接采样，然后通过连接智能终端实现直接跳闸，而无需通过GOOSE网。但是，跨间隔信息接入保护测控装置时要利用GOOSE网实现信息传输[2]。当断路器出现偷跳问题时，需禁止实施合闸操作，务必要先检查断路器保护装置、操作机构以及二次回路等的缺陷。如果只能观察不能检查，就要准确记录信号与现象，预防在查找环节再次出现断路器误跳现象，同时汇报调度使断路器继续运行。如果断路器偷跳又不能判断故障原因，就需运行人员依据调度要求停电，交给上级部门处理。

2.2 变压器保护

就相关规程来看，110 kV智能变电站变压器可以对双套设备加以保护，且使用主后备保护的一体化配置。如果主后备继电保护分开配置，那么就可以实现测控装置、后备保护的一体化处理。一旦110 kV智能变电站选择的是双套配置保护变压器，各个侧合并单元、智能终端使用双套配置，对于中性点电流和间隙电流则会直接接入对应的侧合并单元。如果选择直接采样的方式，就可以选择跳各侧断路器；如果变压器的保护使用分段的断路器、闭锁备自投和启动失灵等，就可以通过GOOSE来满足传输要求，然后经过GOOSE网接受相应命令，从而顺利实现目标。

变压器的高中低压侧合并单元在接受电流电压信号后，会直接将其传送到SV网与保护装置中。因为无法从SV网中直接提取数据，也就满足了信号直接采样的需求[3]。高中低压侧智能终端不仅和GOOSE网连接，还直接和保护装置连接，使得变压器保护装置利用智能终端直接跳闸。另外，主变三侧智能终端可以满足冗余配置，其主变本体满足单套配置智能终端，且赋予了上传非电量信号、保护有载开关等功能。对于变压器非电量保护，还需要直接就地电缆跳闸，在现场保护配置本体智能终端，并按照GOOSE将非电量动作报文、控制接地刀闸等信息逐一传递出去。

2.3 分段保护

110 kV智能变电站分段保护方案和线路保护基本类似，且结构也非常简单。因为分段保护装置和合并单元、智能终端直接相连，分别通过不同网络交换数据，所以可以满足直接调整与直接采样的功能[4]。另外，智能终端、保护装置以及合并单元等设备可利用独立GOOSE网和SV网跨间隔传输信号。110 kV智能变电站分段保护适合单套配置，这样可以满足测控与保护一体化要求。它的跳闸使用的也是点对点直跳，通过GOOSE可以满足主变保护跳分段，从而利用GOOSE网传输分段保护启动母线失灵。

2.4 变电站层保护

110 kV智能变电站的变电站层采用集中式后备保护，通过自适应技术与在线实时自整定技术实现双重配置[5]。当变电站正常运行时，供电系统的设备和继电保护装置在额定工况下使各种仪器仪表、传感器等处于正常工作访问状态。此时，只需通过继电保护实时监控供电系统运行状态并报警，即可保证系统正常供电运行。当供电系统供电运行有异常时，应通过继电保护装置发出报警信号，使维护人员及时开展维护处理工作，确保供电系统正常安全运行。当供电系统出现故障时，如果一些电缆短路导致部分设备发生运行故障，为防止故障更严重、损失更大，应通过继电保护装置自发切断系统故障部分，保证其他电网运行的正常与稳定。

3 结 论

随着国家陆续发布智能变电站相关标准，各地纷纷加快变电站建设与改革，这对电网发展具有重要作用。智能变电站和传统变电站相比出现了较大的技术变革，继电保护装置改动较大，需要不断加强并完善继电保护，逐步提高110 kV智能变电站技术水平，从而提高智能变电站运行的稳定性与安全性，为智能电网建设提供可靠支撑。

参考文献：

[1] 张尚然.智能变电站继电保护技术研究[J].工业控制计算机，2016，（5）：132，135.

[2] 肖文婧.浅谈110kV智能变电站继电保护问题[J].中国高新技术企业，2015，（29）：141-142.

[3] 冯迎春.提高智能变电站继电保护可靠性的措施分析[J].工程建设与设计，2017，（20）：35-36.

[4] 刘芳奇.加强110kV智能变电站建设运行维护管理的重要意义[J].通讯世界，2016，（13）：126-127.

[5] ZHENG Yu-ping，WANG De-lin,ZHOU Ze-xin,et al.Hierarchical Protection Control System of Smart Substations[J].Journal of Modern Power Systems and Clean Energy，2014，（3）：282-288.