智能变电站的安全运行研究.doc

智能变电站的安全运行研究赵志新华北电力大学102206摘要：随着智能电网建设的普及，智能变电站的建设以及运行也逐渐深入各 省智能变电站作为智能电网的基础，其建设和相关设备的继电保护关系着智能 电网总体目标的实现木文在指出智能变电站继电保护与传统保护的差异的基础 上，对智能变电站内各设备继电保护配置进行了探究，并提出了 GOOSE组网的 方案，确保智能变电站的安全运行关键词：智能变电站；继电保护；保护配置；GOOSE组网方案智能变电站就是一项新的配置，其中站内各设备的继电保护配置又关系着智 能变电站的工作效率笔者将结合以往经验及知识，探宄了智能变电站的继电保 护配置，进而提出提高继电保护配置的策略，以促进智能电网继电技术的广泛应 用1. 智能变电站继电保护与传统保护对比1.1保护装置的设计智能变电站的保护装置是采用统一的IEC61850通信规范的，具有以下3个 核心功能，即SMV、MMS和GOOSE其中SMV的主要功能是为采样值传输服 务，属于过程层部分；GOOSE的主要功能是完成各个装置间的数据交换，属于 间隔层部分，其彻底改变了传统变电站的二次设计，而MMS的主要功能是用于 后台和装置之间的数据交互，属于站控层部分。

在传统的变电站中，其继电保护装置是通过背板端子引入至屏柜的端子排中 的，是否加载保护压板要根据实际需要而定，利用端子排间的二次电缆完成了各 保护屏柜之间的连接而智能变电站则是采用了 GOOSE功能，将二次回路连接 转换为GOOSE网络的通信连接，根据实际需要各二次设备厂家可提供装置的 GOOSE端子定义，设计院根据相关的定义完成GOOSE网络的设计工作，设备厂家经过设计文件和GOOSE组态文件来形成变电站的SCD文件，这样各设备厂家 就会使用全站统一的SCD文件，对GOOSE网络收发信息进行提取并发送至装置 侧从上述数据传输过程可以看出采用了 GOOSE网络将大为减少二次电缆的使 用量，不但简化了设计，而且节约了建设运行成本，冋吋也减小了屏柜间的接线 量，现场施工调试的工作量等，对于缩短变电站的建设周期是十分有利的1.2保护装置的程序化操作在传统的变电站中，对于继电保护设备进行压板投运吋需要两名运行人员冋 时进行的，由1名运行人员核对压板名称，另一名运行人员根据操作票读取“操 作内容”并进行操作，操作完成后由监护人员检查压板投运是否正确，一般操作 一块压板需要1〜2min，而多块压板的投运则需要进行多次重复操作，不但效率 低下而II特别容易引发误操作。

由于智能变电站是采用IEC61850通信协议为标准的，因此只是在其保护屏 上保留了一块“投检修状态”的硬压板，而没有必要保留艽他硬压板，由软压板 就可以实现传统变电站继电保护的全部功能，实现了二次设备的程序化管理和操 作，同时保护装置还具有切换保护定值区的功能在后台可以冋吋一次性地操作 多块软压板，不断缩短了操作时间，而ii能够有效地防止误操作，对提高整个变 电站的安全运行水平具有积极的意义2. 站内各设备的保护配置方案2.1线路保护对于智能变电站的线路保护而言，站内的测控及保护功能宜进行一体化的集 成并按照间隔单套来配置线路保护可完成直接采样和直接跳断路器的功能，经 过GOOSE网络启动断路器后能够完成断路器失灵保护及重合闸等功能线路的 保护的具体实施方案如图1所示，保护间隔内除了与GOOSE网进行信息交换外， 都是采用点对点的信息传输方式，合并单元和智能终端都是直接连接的，保护测 控装置与合并单元集合后实现了直接采样和数据传输功能，与智能终端配合后实 现了跳闸功能其中路和母线上所安装的电子式互感器在通过电流和电压信号后，在接 入合并单元，相关数据经过打包汇总后在经过光纤送至测控装置及SV网络内。

当有跨间隔的信息进入测控装置时应采用GOOSE网络的传输方式对数据进行传 输、图1事故信号冋路图按照相关的规程要求，智能变电站的变压器保护应采用双套保护进行配置， 即进行主、后备保护一体化的配置方式，且后备保护可采取与测控装置一体化的 配置方式进行配置当智能变电站的保护装置采用上述保护进行配置吋，其各侧 的合并单元（MU）和智能终端也砬采用双套的配置法方式，中性点的电流及间 隙电流应并入相应侧的MU变压器保护采用直接采样的模式，将各侧断路器进 行连接，通过GOOSE网络可将分段断路器及闭锁备自投进行连接，通过GOOSE 网络接受失灵保护的跳闸命令，实现失灵保护各侧断路器的跳闸功能智能变电 站内变压器的高、中、低压侧合并单元得到的电流电压信号都是直接送至SV网 络内的，II数据是单向传递的，SV网络内的数据从不送至保护装置侧，这就实 现了信号的直接采样功能；高、中、低压侧的智能终端除了直接连接GOOSE网 络外还与变压器的保护装置相连，保护装置直接通过智能终端进行跳闸3. 智能变电站GOOSE组网方案根据智能变电站的设计规范及试点工程的实际运行经验，综合考虑GOOSE 网络的安全性和经济性，以220kV智能变电站为例所设计的GOOSE组网方案如 图2所示。

从表1可以看出，主变间隔与出线间隔之间的信号是不构成联系的，只有 每个间隔与母线保护才构成信号联系，开关刀闸内的信号与间隔内的线路保护在 间瞞交换机内构成了数据传输通路，只经过两级交换机即可完成母线保护与智能 一次设备的信号联系，按照间隔来划分母线交换机的VLAN,进而对各间隔的 GOOSE报文进行隔离，减小了报文帧排队的延吋吋间，ii只要断开母线交换机 与间隔交换机即可断开连接，检修措施安全可靠4. 结论总之，继电保护是电网安全稳定运行的第一道防线，随着智能电网建设的步 伐加快，我们要采取相应的标准来对智能变电站内各设备的进行合理、安全继电 保护，从而提高智能变电站的效率，确保国家电网的安全建设和运行。