变电站扩建继电保护改造技术

江山永泰投资控股有限公司 北京 101304

随着我国国民经济的快速发展，社会对电力的需求日益增加，而电力产业作为我国重要的支柱产业，也得到了迅猛的发展。近年来，智能变电站以其独特的优势，越来越受电力工作人员的青睐，得到了广泛的应用，与此同时，智能变电站的扩建工作也在不断推进。对此，本文展开了相关探讨。

1 变电站特征

1.1 变电站结构特征

传统的变电站所具备的网络结构，特征并不明显。系统内部的一次和二次设备，都使用电缆的硬接点以及后台通信方式进行连接。新型的变电站，将各部分的设备，都融合到网络结构当中。通过此种方式，能够实现系统内部信息数据共享，为全网的智能化奠定基础。

1.2 保护接口特征

传统变电站保护工作，仅支持传统的100V或者5A类模拟量接口，与之相比，新型的变电站保护接口，不仅可以实现点对点模式，同时还满足GOOSE模式下的SV与GOOSE接口。新型的变电站，对于接口的保护效率更高，系统的稳定性也能得到提升。

1.3 二次设备布置特征

传统的管理模式当中，变电站微机保护主要是将交流输入组件、A/D转换组件以及开入/开出等设备组件，进行系统连接。新型变电站对一次设备和二次设备的功能，进行了重新定位。将原本的保护装置交流输入组件和A/D转换组件进行了结合。通过此种方式，形成了新的合并单元，减少了电缆和电缆沟有关工作的设计难度与占地面积。

2 我国变电站继电保护系统的主要任务

在我国电力系统正常有效运行的过程中运行故障可能导致的后果有4点。首先是运行电路出现故障，就会使故障点出现短路电流，短路电流会造成出现故障的电气元件损害的问题；其次是运行电路出现故障时，短路电流如果流经非故障的电气元器件，就会造成非故障元器件受到损坏或者是影响非故障元器件的使用寿命；再次是如果运行电路出现故障，就会导致运行电压下降，这样会严重地影响电力用户的电力使用效果，给电力用户带来诸多用电上的不便；最后是在运行电路出现故障的过程中，由于电力系统的运行多为并列运行，这样就会造成整个电力运行系统出现不稳定的问题，严重的情况下会造成电力运行系统的运行震荡，使整个运行系统出现系统崩溃。根据上文的阐述，我们可以确定变电站中继电保护系统的主要任务，首先是在电力运行系统出现故障的过程中，能够有针对性的、自动的、快速地进行运行系统故障的排查，将出现故障位置的电气元器件进行切除，避免出现故障的电气元器件遭受进一步的破坏，同时要确保没有出现故障的电气元器件能够正常的运行，不受故障源的干扰；其次是在电力运行系统出现不稳定运行的过程中，变电站的继电保护系统要在第一时间进行相应的处理，发出不正常运行警示信号，减少电力运行负荷，严重的情况下执行跳闸指令。在执行跳闸指令的过程中我们要求继电保护系统能够有效地同重合闸相互配合，这样就能够保障系统故障排除之后第一时间合闸，保障电力运行系统继续稳定运行。

3 扩建技术方案与调试需求

3.1 电压采样回路改造

该变电站利用交流采样方式，具体为合并单元＋常规互感器，为了方便变电站进行扩建，交流电压采样按照如图1所示的流程进行。首先，扩建中两套母线电压合并单元的电压采用并列切换把手的方式，即Ⅱ母/ⅠB母、ⅠA母/ⅠB母以及ⅠA母/Ⅱ母都输出相应的电压信息。其次，对4 1 0 0GOOSE断路器合闸接点进行短接，并把ⅠA母/ⅠB母电压并列把守切换到“ⅠA并ⅠB”，为了保证母线二次电压能够稳定输出，需要将其长期调到上述位置。因为该变电站运行时间相对较差，采用并列逻辑的方式进行运行，并且现阶段的规范和标准已经将并列逻辑方式消除。再者，将全部主变间隔和出线都连接到母线合并单元位置，然后按照间隔刀闸的位置以及母线的运行模式进行电压切换，该变电站利用三段母线电压，为了实现对母差的保护作用，所以选择Ⅱ母电压。该变电站扩建工作完成后，母线采用单分段接线模式，接入ⅠB母PT、分段4100GOOSE和母联4600GOOSE，图2为扩建之后的交流电压采样逻辑结构示意图，改动部分如虚线所示。所有间隔按照间隔刀闸的位置和母线运行模式对电压进行切换，选择Ⅱ母电压，并将ⅠA母/ⅠB母的并列逻辑功能取消。

图1 扩建前交流电压采样逻辑图

通过对变电站扩建前后的交流电压逻辑进行对比分析，该变电站全部在运间隔保护设备、母线合并单元互感器经合单元都不必进行调整，只需要修改电压并列逻辑就能够完成扩建调试工作。因为该变电站投入运行的时间相对较长，所有在运间隔到母线合并单元的电压互感器经合单元采样虚端子都没有在SCD中进行配置，而是和厂家商议后采用母线合并单元虚端子链接的方式。

图2 交流电压采样逻辑结构示意图

3.2 扩建间隔接入母线保护

该变电站采用的母线保护全部按照分段接线配置的方式，并将母线合并单元输出的电压接入，并且将互联压板投入到保护装置中，主变间隔和全部出线都采用母线1或者3的模式。对SCD文件进行修改后完成上述配置，下载并安装新产生的母线保护C I D文件。但是，因为该变电站母线保护选用的版本过于老旧，在进行配置文件更新时，必须由生产厂家专业技术人员将CID文件导出，然后再进行大量数据信息的人工配置。

4 安全措施与调试方案

4.1 SCD文件配置修改

修改完所有的SCD文件配置，为了准确识别修改前后之间异同，需要利用解析软件对其修改前后的参数进行对比，对新增母线保护变动和母线合并单元的配置情况进行重点检测，保证其配置的准确性，避免对其他设备配置产生修改，无法正常对系统进行保护的现象发生。

4.2 母线合并单元配置更新与电压并列逻辑试验

因为试验过程中ⅠA母、ⅠB母、ⅠA母线PT处于运行情况，Ⅱ母、ⅠB母、Ⅱ母PT处于检修情况，所以两套母差保护都没有启动。为了保证试验能够安全、稳定的运行，需要采取以下安全策略：对所有在运间隔和第一套母线合并单元的保护状态进行核对，保证其处于关闭状态；将第一套母线合并单元到PT的中间连片断开，将端子排外边的接线拆除，为了实现安全隔离，需要采用绝缘胶布进行包裹；该变电站的两套母线电压合并单元由一套电压并列把手进行控制，所以在进行试验时，不能够对并列把手进行同时切换和试验，为了完成试验需要采用短接接点对并列把手进行模拟的方式；更新完母线合并单元配置之后，两套母线电压将会失去并列功能，为了保障在试验过程中能够对电压进行有效采样，需要在ⅠB母线电压端连接ⅠA母线二次电压，连接过程中采用短接的方式，同时将前者电压端子的连片打开，为了防止出现破坏连接的现象，需要做好隔离保护措施，必要时还需要设置警示标识；当并列逻辑试验、电压采样功能试验、合并单元配置更新试验结束后，需要将电压并列把手取消[1]。

5 结语

随着电网建设发展进程的加快，变电站作为电网结构的重要组成部分，加快其扩建工作的需求不断增加。值得注意的是，在进行扩建时需要根据工程的具体状况和需求，采取科学、合理的方案和策略，保证扩建工作能够安全、有序进行。文章以某变电站扩建工程为例，探析了二次继电保护优化方案，希望能够为类似变电站扩建工程施工人员提供一定的参考。