智能电站就地化保护的配置方案

陈顺铭

随着我国智能化电站的进一步推广，常规电站已逐步退出历史舞台。智能电站较之常规电站具有数据共享、应用价值高的优点，但同时由于增加了智能终端及合并单元，也使得保护时间相对延长。目前大部分智能终端安置于室外的就地汇控柜，因此易受电磁干扰，引发各种故障。文章建设性地提出了取消智能终端及合并单元等中间环节，将保护装置就地化，采用多间隔式配置方案，有效地缩短了就地保护动作时间，提高了系统的可靠性。

【关键词】智能电站 就地化保护 配置方案

所谓智能化电站是以电子式互感器以及智能化开关控制系统做为一次设备，而以网络化为二次设备来共同组成的现代化变电站，其中网络化设备又分设过程层、间隔层、站控层，整个电站以IEC61850为标准和通信规范，可以实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作。智能化电站与常规电站相比具有资源共享、信息集合等优势，但也存在着一系列急需解决的问题。由于智能电站大量采用合并单元以及智能终端，增加了中间环节，延长了系统发出就地保护指令的时间，同时户外的就地汇控柜也难以抗电磁干扰，易造成故障频发。因此采取适当的就地保护方案才能使电网安全运行。下面就智能化电站就地化保护配置方案中几个主要的部分进行一一阐述：

1 线路的保护方案

电站的线路往往具有功率大，传输距离长的特点，因此其安全保护就显得尤为重要，一旦保护措施不得力，引发跳闸事故，其造成的经济损失是不可估量的。为增加可靠性，智能电站的线路保护装置往往采用多套不同厂家的线路保护装备，同时用过电流元件及电压元件来保护后备电流、电压。智能电站实现数据共享的同时也带来了安全隐患，那就是过于依赖网络。为规避风险，可以将保护线路设计成相对于主线路独立存在，线路的CT、PT以及回路均直接与就地保护相连。这样即使网络出现问题也不影响就地保护功能的正常运转，成功地规避了网络的影响。同时还可以通过过程层交换机中的SV报文进行故障录波及分析。

2 变压器的保护方案

变压器是整个系统中最为昂贵的元件，其随着电压的升与降往往存在着一系列的风险。为了更可靠地保护其安全，往往在变压器的高、中、低三侧分别设置多间隔保护。由于集中式的保护不能就地化，因此采用分布式保护方案，当子机数量大于4个时其网络连接方式以环形网络为最佳。环形网络分布式又可分为有主机和无主机两种。环形网络是以太网顺序将双连接点首尾相连形成环形。其中以HSR为并行冗余技术中的典型应用。在有主分布式中采用主变本体子机做为保护主机。各子机采集其对应侧的术本数据，同时上传并转发合并的模拟量及状态信息，由前述的主变本子机完成保护功能。而无主分布式则将每个子机均视为独立的主机保护使用，在接入站控层及过程层后，启动保护时只跳本侧开关。对于无主分布式有一个缺陷之处就是在变压器产生故障时差动保护同时产生并上传到站控层，增加了后期维护的难度。环形网络技术还处于开发阶段，其技术不完善，但其网络可靠性高，尤其是有主式分布较经济、易用，因此具有良好的发展前景。

3 母线的保护方案

母线保护是快速切断故障，保障系统稳定的装置，是靠变压器后备保护来完成的。母线一旦短路，则会造成开关设备的失灵，且故障持续时间较长，经济损失大，因此其保护方案不容忽视。母线的保护是通过电流差动，将母线上所有元件的二次电流接到差动回路。其保护装置安设两套于每一个合并单元以及智能终端。母线保护与其他保护之间的联动闭锁信号采用GOOSE网传输。

4 故障录波保护方案

所谓故障录波装置是可以自动记录电力系统事故或振荡的发生、演变以及恢复全过程的重要设备。它对保证电力系统安全运行及提高电能质量方面均起着非常重要的作用，是当今电力系统自动化控制与管理系统的重要组成部分。故障录波器安装于主变上，当SV或GOOSE接入量较多时单个网络可配置多台装置。存在故障录波装置和网络报文记录时分析装置跨接不同电压等级问题时，应采用独立的数据接口控制器。故障路波装置一方面接收来自过程层交换机的SV报文，另一方面接收来自站控层交换机的GOOSE报文。综合故障诊断及路波装置可对包括瞬时性故障在内的零序电压升高的各类故障进行录波，从而为后续的监测做准备。该装置能够记录10000次以上的录播数据，并且能够方便的查询并显示录波波形。能够录取故障发生前后500个周波和故障消失前后50个周波的波形数据。录波数据通过后臺强大的分析软件，能够快速便捷地分析录波的数据。给现场技术工作人员提供数据，从而有效地对电网进行检测和维修。

5 就地化保护的前景展望

在今后的电站建设中，我们应当着重注意以下几点：首先是重视底层技术的研发。我国的电站一次设备智能化水平不高，因此应注重基础技术研究，为智能电站的全面发站提供有力支撑。其次注重电站的整体周期成本控制。国外的智能电站运行是商业化模式，因此更注重成本的降低，对此我国应借鉴外国先进经验，将智能电站的寿命周期成本进一步降低，以利于全面推广。再次注重智能变电站运行维护的便利性。我国的智能电站就地化保护目前处于试点阶段，其原因之一就是技术含量高，对于电站维护的技术水平相对较高，因而使得很多小型电站对其应用望而却步，；在此在今后的智能电站建设中应着眼于其应用的便利性，力争使其运维更加的利于操作，这样才能使得智能电站就地化保护得以全面推广使用。最后应注重并推动新技术带来的运行和管理模式的转变。将其建设所需的管理及技术进行全面改革，使得应用标准、管理办法均适用于智能电站就地化保护方案的实施。

6 结语

综上所述，对于智能电站的保护设置宜采用就地化多间隔式配置方案，不仅可以提高系统的可靠性，同时使得保护指令执行得更加得力、迅速，对于整个系统的安全性都是极大的改进，减少了故障，避免了经济损失。多间隔保护设置取消智能终端等中间环节，创新地提出了就地化保护思路，对于智能电站的安全性能是一种新的突破。希望通过本次讨论，对于智能电站的保护方案上有所启发，将我国智能电站的整体水平提高到新的层次，增加我国在国际电站建设项目中的份额。

参考文献

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作者单位

国网江西省电力公司萍乡供电分公司 江西省萍乡市 337000endprint