论文部分内容阅读
引言：智能变电站是人类社会科技不断发展的一个重要产物，它不断的方便了人类日常生产和生活，为人们的生产与生活来了方便。但是，它也有存在许多的问题，目前对于智能变电站的保护就存在着许多的问题。这种类型变电站相对于传统变电站而言具有更多优点，能够在很大程度上提高变电站运行的效率和确保其安全。为了深入分析当前智能变电站保护配置方案的应用情况，并找到一个较为适合智能变电站保护配置的方案，本次研究做了探讨，旨在更好的保护智能变电站，促进我国智能变电站的运行。
目前，有许多关于智能变电站保护的方案。文章在综合分析了各种保护方案之后决定对基于分层配置的继电保护方案进行分析、设计。 在基于分层配置的继电保护方案中，针对变压器保护、线路保护等间隔保护将其分布在过程层中，它可以实现独立地跳闸而不依赖在过程层中的交换机。多间隔的母线保护配置在间隔层当中，而对智能电站的保护则是通过配置在过程层中的交换机来实现的。在智能变电站保护方案中为了实现变电站的保护、管理，将相应的智能管理单元安排在站控层中。针对线路和变压器的保护仅仅含有一些传统保护中主要的保护措施，其它的保护都由用智能管理单元进行保护。在信息化时代，智能这个词对大家来说都是耳熟能详了，在变电站存在极高的电压，如果单纯的采用人为的方式调节变电站存在极高的安全隐患。采用智能的保护方案不仅解除了这种不安全隐患还提高了工作效率。在电力传输上实现智能化、信息化。
一、目前智能变电站保护配置的分析
智能变电站作为坚强智能电网的重要基础和节点支撑，是必不可少的内容。但是目前各地区实施的保护智能变电站配置的方案各不相同。而且过程层网络化过分依赖于交换机，其运行可靠性决定系统的可靠性，作为通信设备交换机的设计思路和继电保护的需求不能完全吻合 。交换机的拖延时间不满足继电保护的快速性要求。网络方案时采样值同步依赖于同步时钟。网络技术与智能设备仍不够成熟。
二、智能变电站保护配置的措施
1、线路保护
（1）220KV及以上线路按双重化配置保护装置，每套保护包含完整的主，后备保护功能。
（2）线路过电压及远跳就判断别功能应集成在线路保护装置中，站内其它装置启动远跳经GOOSE网络启动。
（3）线路保护直接采样，直接跳断路器，经GOOSE网络自动断路器失灵、重合闸。
2、变压器保护
（1）瓦斯保护：在油浸式变压器油箱内发生故障时，短路电电弧使变压器油和其他绝缘材料分解，产生气体（含瓦斯成分），从油箱向油枕流动，反应这种气体与油流而动作的保护成为瓦斯保护。瓦斯保护又分为轻瓦斯保护和重瓦斯保护。轻瓦斯保护是指当变压器内发生轻微故障时，产生的气体较少且速度较慢，气体上升后逐渐积聚在继电器的上部，是气体继电器内的右面下降，是其中一个触点闭合而作用与信号。重瓦斯保护是指当变压器内发生严重故障时，强烈的电弧将产生大量的气体，油箱压力迅速升高，迫使变压器油沿着油箱冲向油枕，在油流的强烈冲击下，是另一触点接闭而动作与跳闸。
（2）纵差保护：差动保护是利用基尔霍夫电流定理工作的，当变压器正常工作或区外故障时，将其看作理想变压器，则流入变压器的电流和流出电流（折算后的电流）相等，差动继电器不动作。当变压器内部故障时，两侧（或三侧）向故障点提供短路电流，差动保护感受到的二次电流和的正比于故障点电流，差动继电器动作。
变压器的保护还有外部相间短路的后备保护、外部接地短路的后备保护、过负荷保护、过励磁保护、其他非电气量的保护等。
3、母线保护
母线保护的拒动及误动将会造成严重的后果。母线保护误动将造成大面积停电，母线保护的拒动更为严重，可能造成电力设备的损坏及系统的瓦解。母线保护不但要能很好地区分内部故障和外部故障，还要确定哪条或哪段母线故障。由于母线影响到系统的稳定性尽早发现并切除故障尤为重要。
4、高压并联电抗器保护
（1）高阻抗差动保护：保护电抗器绕组和套管的相间和接地故障;
（2）匝间保护：保护电抗器的匝间短路故障;
（3）瓦斯保护和温度保护：保护电抗器内部各种故障、油面降低和温度升高;
（4）过流保护：电抗器和引线的相间或接地故障引起的过电流;
（5）过负荷保护：保护电抗器绕组过负荷;
（6）中性点过流保护：保护电抗器外部接地故障引起中性点小电抗过电流;
5、3/2接线断路器保护和短引线保护
主接线采用3/2断器接线方式的一串断路器，当一串断路器中一条线路停用，则该线路侧的隔离开关将断开，此时保护用电压互感器也停用，线路主保护停用，因此在短引线范围故障，将没有快速保护切除故障。为此需设置短引线保护，即短引线纵联差动保护。在上述故障情况下，该保护可速动作切除故障。 当线路运行，线路侧隔离开关投入时，该短引线保护在线路侧故障时，将无选择地动作，因此必须将该短引线保护停用。一般可由线路侧隔离开关的辅助触点控制，在合闸时使短引线保护停用。
6、 66KV、35KV 及以下间隔保护
（1）采用保护测控一体化设备，按间隔单套配置。
（2）当采用开关柜方式时，保护装置安装于开关柜内，不宜使用电子式互感器。
（3）当使用电子式互感器时，每个间隔的保护、测控、智能终端、合并单元功能宜按间隔合并实现。
（4）跨间隔开关量信息交换可采用过程层GOOSE网络传输。
三、结论
随着IEC 61850标准的应用以及智能变电站相关技术的迅速发展，智能变电站继电保护配置问题显得尤为重要。根据国家电网公司制定的智能变电站继电保护技术规范，研究分析智能变电站相关配置问题，主要涉及智能变电站中母线保护、线路保护以及变压器保护的相关配置研究。因此，对智能变电站保护配置方案研究，主要着重于研究智能变电站中的线路保护、变压器保护、母线保护、3/2接线断路器保护和短引线保护、母联（分段）保护、以及66KV、35KV 及以下间隔保护 。只要把这些各部分配置的保护方案优化了，就能极大程度上提高智能变电站运行的效率和确保其安全。
参考文献
[1]高东学.智全中.朱丽均. 梁旭.智能变电站保护配置方案研究[J].电力系统保护与控制.2012-01-01.
[2]孙卫卫.数字化变电站保护系统配置方案研究与应用[J].华北电力大学.2011-12-01.
[3]李颖超.新一代智能变电站层次化保护控制系统方案及其可靠性研究[J].北京交通大学.2013-06-01.
[4]解晓东.智能变电站继电保护配置分析[J].山东大学.2013-04-29.
（作者单位：国网临汾供电公司）
目前，有许多关于智能变电站保护的方案。文章在综合分析了各种保护方案之后决定对基于分层配置的继电保护方案进行分析、设计。 在基于分层配置的继电保护方案中，针对变压器保护、线路保护等间隔保护将其分布在过程层中，它可以实现独立地跳闸而不依赖在过程层中的交换机。多间隔的母线保护配置在间隔层当中，而对智能电站的保护则是通过配置在过程层中的交换机来实现的。在智能变电站保护方案中为了实现变电站的保护、管理，将相应的智能管理单元安排在站控层中。针对线路和变压器的保护仅仅含有一些传统保护中主要的保护措施，其它的保护都由用智能管理单元进行保护。在信息化时代，智能这个词对大家来说都是耳熟能详了，在变电站存在极高的电压，如果单纯的采用人为的方式调节变电站存在极高的安全隐患。采用智能的保护方案不仅解除了这种不安全隐患还提高了工作效率。在电力传输上实现智能化、信息化。
一、目前智能变电站保护配置的分析
智能变电站作为坚强智能电网的重要基础和节点支撑，是必不可少的内容。但是目前各地区实施的保护智能变电站配置的方案各不相同。而且过程层网络化过分依赖于交换机，其运行可靠性决定系统的可靠性，作为通信设备交换机的设计思路和继电保护的需求不能完全吻合 。交换机的拖延时间不满足继电保护的快速性要求。网络方案时采样值同步依赖于同步时钟。网络技术与智能设备仍不够成熟。
二、智能变电站保护配置的措施
1、线路保护
（1）220KV及以上线路按双重化配置保护装置，每套保护包含完整的主，后备保护功能。
（2）线路过电压及远跳就判断别功能应集成在线路保护装置中，站内其它装置启动远跳经GOOSE网络启动。
（3）线路保护直接采样，直接跳断路器，经GOOSE网络自动断路器失灵、重合闸。
2、变压器保护
（1）瓦斯保护：在油浸式变压器油箱内发生故障时，短路电电弧使变压器油和其他绝缘材料分解，产生气体（含瓦斯成分），从油箱向油枕流动，反应这种气体与油流而动作的保护成为瓦斯保护。瓦斯保护又分为轻瓦斯保护和重瓦斯保护。轻瓦斯保护是指当变压器内发生轻微故障时，产生的气体较少且速度较慢，气体上升后逐渐积聚在继电器的上部，是气体继电器内的右面下降，是其中一个触点闭合而作用与信号。重瓦斯保护是指当变压器内发生严重故障时，强烈的电弧将产生大量的气体，油箱压力迅速升高，迫使变压器油沿着油箱冲向油枕，在油流的强烈冲击下，是另一触点接闭而动作与跳闸。
（2）纵差保护：差动保护是利用基尔霍夫电流定理工作的，当变压器正常工作或区外故障时，将其看作理想变压器，则流入变压器的电流和流出电流（折算后的电流）相等，差动继电器不动作。当变压器内部故障时，两侧（或三侧）向故障点提供短路电流，差动保护感受到的二次电流和的正比于故障点电流，差动继电器动作。
变压器的保护还有外部相间短路的后备保护、外部接地短路的后备保护、过负荷保护、过励磁保护、其他非电气量的保护等。
3、母线保护
母线保护的拒动及误动将会造成严重的后果。母线保护误动将造成大面积停电，母线保护的拒动更为严重，可能造成电力设备的损坏及系统的瓦解。母线保护不但要能很好地区分内部故障和外部故障，还要确定哪条或哪段母线故障。由于母线影响到系统的稳定性尽早发现并切除故障尤为重要。
4、高压并联电抗器保护
（1）高阻抗差动保护：保护电抗器绕组和套管的相间和接地故障;
（2）匝间保护：保护电抗器的匝间短路故障;
（3）瓦斯保护和温度保护：保护电抗器内部各种故障、油面降低和温度升高;
（4）过流保护：电抗器和引线的相间或接地故障引起的过电流;
（5）过负荷保护：保护电抗器绕组过负荷;
（6）中性点过流保护：保护电抗器外部接地故障引起中性点小电抗过电流;
5、3/2接线断路器保护和短引线保护
主接线采用3/2断器接线方式的一串断路器，当一串断路器中一条线路停用，则该线路侧的隔离开关将断开，此时保护用电压互感器也停用，线路主保护停用，因此在短引线范围故障，将没有快速保护切除故障。为此需设置短引线保护，即短引线纵联差动保护。在上述故障情况下，该保护可速动作切除故障。 当线路运行，线路侧隔离开关投入时，该短引线保护在线路侧故障时，将无选择地动作，因此必须将该短引线保护停用。一般可由线路侧隔离开关的辅助触点控制，在合闸时使短引线保护停用。
6、 66KV、35KV 及以下间隔保护
（1）采用保护测控一体化设备，按间隔单套配置。
（2）当采用开关柜方式时，保护装置安装于开关柜内，不宜使用电子式互感器。
（3）当使用电子式互感器时，每个间隔的保护、测控、智能终端、合并单元功能宜按间隔合并实现。
（4）跨间隔开关量信息交换可采用过程层GOOSE网络传输。
三、结论
随着IEC 61850标准的应用以及智能变电站相关技术的迅速发展，智能变电站继电保护配置问题显得尤为重要。根据国家电网公司制定的智能变电站继电保护技术规范，研究分析智能变电站相关配置问题，主要涉及智能变电站中母线保护、线路保护以及变压器保护的相关配置研究。因此，对智能变电站保护配置方案研究，主要着重于研究智能变电站中的线路保护、变压器保护、母线保护、3/2接线断路器保护和短引线保护、母联（分段）保护、以及66KV、35KV 及以下间隔保护 。只要把这些各部分配置的保护方案优化了，就能极大程度上提高智能变电站运行的效率和确保其安全。
参考文献
[1]高东学.智全中.朱丽均. 梁旭.智能变电站保护配置方案研究[J].电力系统保护与控制.2012-01-01.
[2]孙卫卫.数字化变电站保护系统配置方案研究与应用[J].华北电力大学.2011-12-01.
[3]李颖超.新一代智能变电站层次化保护控制系统方案及其可靠性研究[J].北京交通大学.2013-06-01.
[4]解晓东.智能变电站继电保护配置分析[J].山东大学.2013-04-29.
（作者单位：国网临汾供电公司）