110 kV数字变电站继电保护研究

刘东芸

(甘肃钢铁职业技术学院 电气工程系，甘肃 嘉峪关 735100)

在数字变电站自动化领域中，微机保护与测控技术得到了广泛研究应用，创造出了众多现实价值。继电保护作为数字变电站日常安全稳定运行过程中的重要内容，其工作水平会直接影响市场用户的日常生活工作用电质量。因此，现代电力企业必须高度重视110kV数字变电站继电保护工作，要安排专业人员对其展开深入研究，设计出最佳继电保护配置方案，全面提高110kV数字变电站继电保护水平，充分保障继电保护系统的有效性。

1 数字变电站主要特征

1.1 信息传递共享

与综合自动化变电站一样，数字变电站在日常运行过程中也需要有效采集此设备信息，不同点在于数字变电站通信标准和信息模型都是统一的，属于公用通信网络体系。数字变电站不同子系统的日常信息传递共享都要依赖于公用通信网络完成，在成功接收到一次设备相关数据信息后，就可以基于公用网络有效发布控制命令。

1.2 采用电子式互感器

与综合自动化变电站不同，数字变电站建设采用的是电子式互感器，而综合自动化变电站则采用的是普通传感器[1]。普通传感器的弊端在于绝缘复杂、动态范围小以及容易呈现出饱和状态。而通过在数字变电站中合理运用电子式互感器则能有效打破这些弊端，使其能够更好地满足现代变电站的智能化、信息化、数字化的发展要求。

1.3 稳定可靠性良好

光纤作为现代数字变电中信号传输的核心介质，与传统电缆介质相比，前者优势在于具备了较强的抗干扰能力，能够充分保障电力系统运行的稳定可靠性，而且还可以有效杜绝二次回路两点接地故障的出现。数字变电站建设采用的是公用网络平台，不仅能够减少电力企业二次接线的工作量，还可以提升接线工作质量和效率。数字变电站能够优化整合各项设备资源，并在IEC61850标准支撑下，科学有效地秉承了分步分层结构体系，利用特殊通信服务映射以及抽象通信服务接口技术对各项数字信息进行有效传递和指令控制执行。

2 110 kV数字变电站继电保护基本原则

与高压变电站相比，当前的110 kV数字变电站级别层次较低，所要配置的相关设备无需那么复杂。在110 kV数字变电站继电保护过程中要注意以下原则：第一，基于原有安全可靠的前提条件下，数字变电站继电保护工作对安全可靠性的要求更高，需要从不同方面对继电安全保护问题进行研究。第二，常见的GOOSE网络、SV网络等，它们都有着一定独立性，相互之间不会产生干扰。同时，数字变电站中的数据控制器端口也有着独立性特点，当不同网络在实践开展数字变电站继电保护作业时，它们不会受到其他独立网络的影响[2]。第三，如果数字变电站搭建过程中的接线形式符合国家相关技术标准，那么电力人员就可利用高质量电子互感器有效提升信号传输效率。第四，在实际应用过程中需注意装置的一体化，实现对不同功能的优化整合。

3 110 kV数字变电站继电保护配置方案设计应用

3.1 变压器保护

在110 kV数字变电站继电保护工作中，变压器保护主要分为后备保护和差动保护。变压器后备保护可以科学采用分布式保护方式，通过有效结合电压等级、就地测量控制以及直接采样等思路充分保障变压器子单元后背保护的质量。我国110 kV数字变电站中的GIS设备通常分为两种安装设置形式，一种是室内安装，另一种是室外安装。GIS设备室内安装的继电保护设置可以通过在汇控柜中正确安装保护控制测量智能单元，而室外安装则可以通过在智能控制柜中有效安装单元。在变压器后备保护中，要想实现变压器后备保护的就地化目标，全面提升变压器后备保护的安全可靠性，就必须在后备保护中有效融入一体化的保护控制设备。在110 kV数字变电站继电保护中，变压器差动保护需要经过有效接收两侧子单元实时传递的数据信息来完成。若110 kV数字变电站应用的是GOOSE网络，则该网络可以承担启动失灵、变压器保护跳母联等故障信息的传输[3]。当变压器差动保护接收到对应的失灵保护跳闸命令后，就能够为110 kV数字变电站继电保护提供有力支持。

3.2 线路保护

在110 kV数字变电站继电保护工作中，电力企业要将该项重要工作与变电站日常运行情况监测控制相结合，并结合间隔开展单套配置。110 kV数字变电站线路保护方案是110 kV数字变电站线路每两隔之间的保护测控装置，一方面要与合并单元、智能终端有效连接在一起，另一方面还需与GOOSE单元展开连接，以完成数据信息的交换目标。110 kV数字变电站线路保护的测控装置不需要通过GOOSE单元向其他单元进行信息传输，而是通过将获取到的相关数据信息直接传递给对应终端，这样就能够有效达成对数字变电站的闸刀直接控制目标。在110 kV数字变电站中，电子式电压互感器是被设置在线路与母线之间的，当电子式电压互感器在接收到相关控制指令后，会将指令传递至合并单元，同时进行封装作业，最后将控制指令传递给SV单元，以发挥出对数字变电站线路的实时保护监测作用。

3.3 母线保护

110 kV数字变电站的母线保护与线路保护有着一定相似之处，只是母线保护在结构层面上相对简单一些。在母线保护过程中，不需要发挥出数据传输接收功能，只需进行直接采样和直接跳闸等操作。因此，在110 kV数字变电站母线保护中，要确保保护装置直接与智能终端、合并单元有效连接在一起。在进行智能变电站母线保护工作时，可以科学采用分布保护方式对相关保护装置进行设计。在实践优化设计过程中，要确保不同间隔相互之间采取独立母线保护方式[4]。如果是针对110 kV数字变电站母线保护进行设计，则可以采用分段保护方式，在保护单元的同时，还能与智能终端、合并单元有效连接在一起，不需要利用网络来进行各项数据信息的传递接收，可以直接进行各项数据信息的采样检测作业。通过合理采用母线保护装置能够完成跨间隔信息传输，并实现跳闸指令的下达控制。

3.4 小电源出线处理

在GOOSE通信机制的应用下，能够在第一时间跳开发送闭锁信号的小电源出线，主要原因是简易母差的第一时限跳闸口并没有设置跳闸控制字。当故障发生于110 kV数字变电站母线区内外部时，闭锁信号会出现能发出和不能发出的分歧，若发生后者问题，必须基于快速动作准确切除变压器低压侧开关。要想防止简易母线保护发生安全故障，就必须确保小电源在其中能够有效发挥出其传递闭锁信号的角色作用。

4 结语

110 kV数字变电站继电保护是一项极为重要的工作，是确保电力系统稳定运行的核心技术。电力企业必须充分认识到加强110 kV数字变电站继电保护工作的必要性，深入总结实践工作经验，全面了解变电站内涵特征，并根据实际情况采用科学的安全保护措施，优化保护配置方案，全面发挥出110 kV数字变电站的继电保护作用。