110kV智能变电站继电保护问题的分析

110kV智能变电站继电保护问题的分析

【摘 要】 本文以国家电网颁布的相关技术规范，根据已投运的智能变电站情况，论述了10kV智能变电站继电保护的原则，对智能变电站继电保护装置的检测验收的内容进行了分析，为电力工程的继电保护提供了一些建议，仅供参考。

【关键词】 智能变电站 继电保护 问题分析

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》规范了继电保护技术要求、配置原则、信息交互原则以及合并单元、电子式互感器等相关设备配置原则及技术要求，用于110kV以上电压等级的新建。规范明确指出110kV及以上电压等级的过程层GOOSE网、SV网、站控层MMS网络应完全；继保装置应采用相互的数据接口控制器，继电保护设备与智能终端通过GOOSE点对点通信，规范还对不同电压等级的母线保护、变压器保护、线路保护、断路器及短引线保护，母联（分段）保护、过程层网络、安全自动装置、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。规范界定了继电保护设备信息交互的内容和要求以及继电保护装置的实施原则。规范对3/2接线型式、220kV及及以双母线接线形式、110kV变电站接线形式中的继电保护方案做了详细说明，增强了变电站智能化建设。

2 110kV数字化变电站保护配置情况

目前，变电站虽然配置了110kV电子式互感器，但是一体化平台和智能变电站的高级应用功能没有配置，目前还只能算数字化变电站，站内保护装置及合并单元的配置、自动化系统结构、网络方式可为智能化变电站的建设提供参考。自动化系统采用三层侧设备两级网络的结构，采用GOOSE网络和SV网络合并组网方案，保护配置有故障录波器、线路母差保护、纵差保护等。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。双重化配置的智能电子设备及单套配置的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，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。对于数字化变电站的智能化改造，可参照国家电网公司相关指导性技术文件执行。

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：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。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，直接跳各侧断路器；变压器保护跳母联、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；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/有载开关非电量保护、上传本体各种非电量信号等功能。

3.3 母联（分段）保护

分段保护的实施方案与线路保护类似，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，均通过相互的GOOSE网络和SV网络，实现信号的跨间隔传输。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。110kV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

原来输入保护装置的电压、电流模拟量由来自合并器的光数字信号代替.传统的保护测试仪只能输出模拟量，而目前已有光数字保护测试仪，可以用光数字保护测试仪直接从保护装置的光纤以太网口输入测试。这样的数字信号是没有误差的，以前的零漂、采样精度检验步骤可以省略。

在相同的一二次设备条件下，与传统保护接点直接跳闸方式相比，智能变电站继电保护采用GOOSE报文发信经通信网络给智能终端发跳闸命令。采用GOOSE网络，继电保护通过网络传输跳闸和相互之间的启动闭锁信号，与传统回路方式相比，其可靠性主要体现在网络的可靠性和运行检修扩建的安全性上。

保护装置与外界联系的光纤以太网性能的测试。这一部分的测试项目能开展

的是光纤以太网通道的误码率测试和光收发器件的功率测试，以验证光纤以太网的物理连接的正确性和可靠性。

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