1、1对电力 110kV 变电站继电保护的问题分析摘要：根据南方电网公司颁布的技术规范，结合已投运的智能变电站情况，阐述 110kV 智能变电站继电保护配置原则，并分析智能变电站内继电保护装置的检测验收内容，为相关工程及技术人员提供参考. 关键词：变电站;继电保护;配置原则 Abstract: According to the technical specification for Southern Power Grid Corp issued, combination of intelligent substation has been put into operation, the 110kV
2、 intelligent substation relay protection configuration principle, and analysis of intelligent substation relay protection testing content, providing reference for the related engineering and technical personnel. Key words: substation; relay protection; configuration principle 中图分类号：TU856 文献标识码：A 文章编
3、号： 某年 5 月，南方电网公司提出立足自主创新，以统一规划、统一建设、统一标准为原则，建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网的发展目标.智能2变电站作为智能电网的基础，其建设关乎坚强智能电网总体目标的实现.为指导和推进智能变电站技术的建设，南方电网公司先后出台了智能变电站技术导则、设计规范、继电保护技术规范等一系列相关标准.本文根据现有颁布的技术规范，重点针对 110kV 智能变电站，对继电保护装置的实施和验收方案进行探讨。 1 智能变电站继电保护技术规范 智能变电站继电保护技术规范1颁布于 2010 年 4 月，重点规范了继电保护配置原则
4、、技术要求、信息交互原则以及电子式互感器、合并单元等相关设备配置原则及技术要求，适用于 110（66）kV 及以上电压等级的新建、改（扩）建智能变电站。 除了强调常规变电站中继电保护的“四性”要求、220kV 及以上电压等级继电保护系统的双重化配置要求等常规功能外，该规范指出 110kV及以上电压等级的过程层 SV 网、GOOSE 网、站控层 MMS 网络应完全独立；继保装置接入不同网络时，应采用相互独立的数据接口控制器；保护应直接采样，对于单间隔的保护应直接跳闸，涉及多间隔的保护（母线保护）宜直接跳闸；继电保护设备与本间隔智能终端应通过 GOOSE 点对点通信。 该规范还对不同电压等级的线路
5、保护、变压器保护、母线保护、高压并列电抗器保护，断路器及短引线保护，母联（分段）保护、故障录波及网络报文记录分析装置、安全自动装置、过程层网络、智能终端、电子式互感器及相关设备的配置原则与设备技术要求进行了说明；界定了继电保护设备信息交互的要求、交互信息的内容，以及继电保护装置3就地化的实施原则。 规范的附录部分分别对 3/2 接线型式、220kV 及以上变电站双母线接线形式、110kV 变电站接线形式中的继电保护实施方案进行了详细图例说明，增强了现场变电站智能化建设和改造中继电保护环节的可操作性。 2110kV 大侣数字化变电站保护配置情况 110kV 大侣变为内桥接线，站内主开关选用常规开
6、关.目前，站内虽然配置了电子式互感器（110kV 线路和内桥间隔配置罗氏电子式电流互感器，主变 110kV 侧套管配置全光纤式电子式电流互感器，10kV 间隔配置模拟小信号互感器） ，没有配置一体化平台和智能变电站的高级应用功能，所以从严格意义上讲，该站目前还只能算数字化变电站，但在站内自动化系统结构、保护装置及合并单元的配置、网络方式可为智能化变电站的建设提供参考。大侣变自动化系统采用三层侧设备两级网络的结构，与智能变电站的要求一致.站内过程层采用 SV 网络和 GOOSE 网络合并组网方案，站内保护配置有线路纵差保护、母差保护、故障录波器等，110kV 母差、主变及 110kV 智能终端，
7、合并单元按双重化配置。 110kV 及主变 10kV 侧相关间隔的过程层 GOOSE 命令、SV 数据和IEEE1588V2 对时报文均通过网络传送。双重化配置的第一套智能电子设备（IED）及单套配置的 110kV 线路保护、母联保护等保护装置接入过程层 A 网，双重化配置的第二套 IED 接入过程层 B 网，110kV 单套配置的智能终端同时接入过程层 A 网、B 网。 作为数字化变电站的试点，大侣变在过程层网络组网和继电保护跳闸信号传输等方面与智能变电站存在一定差异：1）智能变电站相关规程42要求过程层 GOOSE 网和 SV 网独立，而该变电站采用的是合并组网方式；2）规程要求过程层保护
8、采取“直采直跳”的原则，而该变电站采取的是网络跳闸的方式，虽然网络跳闸方式接线简单，易于第三方监视，但会导致保护性能对网络可靠性的依赖，且网络延时的不确定性也会对保护性能产生影响.对于数字化变电站的智能化改造，可参照南方电网公司相关指导性技术文件3执行。 3 站内各设备的保护配置 3.1 线路保护 对于 110kV 智能变电站，站内保护、测控功能宜一体化，按间隔单套配置.线路保护直接采样、直接跳断路器；经 GOOSE 网络启动断路器失灵、重合闸等功能。保护实施方案如图 1 所示：线路间隔内保护测控装置除了与 GOOSE 网交换信息外，均采用点对点连接和传输方式直接与合并单元、智能终端相连；保护
9、测控装置与合并单元的连接和数据传输，实现直接采样功能，与智能终端的连接实现直接跳闸功能，均不通过GOOSE 网络实现；安装在线路和母线上的电子式互感器获得电流电压信号后，先接入合并单元，数据打包后再经过光纤送至 SV 网络和保护测控装置；跨间隔信息接入保护测控装置时，采用 GOOSE 网络传输方式。 3.2 变压器保护 按照规程要求，110kV 变压器电量保护宜按双套进行配置，且应采用主、后备保护一体化配置.若主、后备保护分开配置，后备保护宜与测控装置一体化。 5当保护采用双套配置时，各侧合并单元（MU） 、各侧智能终端均宜采用双套配置；中性点电流、间隙电流并入相应侧 MU。变压器保护直接采样
10、，直接跳各测断路器；变压器保护母联、分段断路器及闭锁备自投、启动失灵等可采用 GOOSE 网络传输.变压器保护可通过 GOOSE 网络接受失灵保护跳闸命令，并实现失灵跳变压器各侧断路器。 如图 2 所示，与前述线路保护类似，变压器高、中、低压侧合并单元得到的电流电压信号直接送至 SV 网络和变压器保护装置，变压器保护装置不从 SV 网络取数据，进而实现了信号的直接采样功能；变压器高、中、低压侧的智能终端除了连接 GOOSE 网络外，直接与变压器保护装置相连，实现方案上，保护装置直接通过智能终端跳闸。 主变高中低压侧智能终端宜冗余配置，主变本体智能终端宜单套配置；主变本体智能终端宜具有主变本体/
11、有载开关非电量保护、上传本体各种非电量信号等功能。 按照规程给出如图 2 的保护实施方案示意图，变压器非电量保护应就地直接电缆跳闸，现场配置本体智能终端，通过 GOOSE 网传输非电量动作报文以及调档、接地刀闸控制信息. 3.3 母联（分段）保护分段保护的实施方案与图 1 所示的线路保护类似，而且结构更为简单.分段保护装置直接与合并单元和智能终端连接，分别实现不通过网络数据交换的直接采样和直接跳闸功能；同时，保护装置、合并单元和智能终端等设备，均通过相互独立的 GOOSE 网络和 SV网络，实现信号的跨间隔传输。 6按照规程要求，110kV 分段保护按单套配置，宜实现保护、测控的一体化.110
12、kV 分段保护跳闸采用点对点直跳，其他保护（主变保护）跳分段采用 GOOSE 网络方式；母联（分段）保护启动母线失灵可采样 GOOSE网络传输。 4 站内继电保护的测试检验 继电保护是电网安全稳定运行的第一道防线，必须遵循可靠性、选择性、速动性、灵敏性的原则。随着电网规模的不断扩大和电压等级的不断提高，对继电保护“四性”的要求不仅没有降低，反而提出了更高的要求.智能变电站应在保证继电保护功能不变的基础上，改进继电保护信息共享、互操作的方式，即设备间交换信息的方式。 由于智能变电站中，电磁式互感器被电子式互感器代替，变压器、断路器等一次设备也加装了智能单元，使得原来保护装置与外界的连接介质全由光纤取代，信息全由网络化的设备传递.针对这样的变化必须提出智能变电站保护设备的测试方案.由于保护装置没有发生变化，变化的只是信息的传递方式，因此保护的逻辑功能检验和原来一致，可以沿用原来成熟的检验标准。 参考文献： 1电力装置的继电保护和自动装置设计规范 2 江兆社.变电站继电保护系统中信息管理技术的应用M.新疆电力技术,2007,3(94).
