变电站的继电保护配置方案设计

宋钊

【摘 要】随着生活水平的提高，人们对电量的需求不断增长。供电企业必须建设更多的变电站，以提供更多的电能。要实现变电站安全和可靠地运行，尤其是500kV智能变电站，需要规划更先进的继电保护配置方案。因此，以某一500kV智能变电站为主要探讨对象，主要分析其继电保护配置方案，并将这一方案同国家电网的500kV类保护方案原则进行比对，以期在未来的继电保护工作上取得更优异的成绩。

【关键词】智能变电站；继电保护配置；保护方案

人们生活水平不断提升，智能變电站的建设逐渐增多。智能电网要满足人们的需求，必须进一步优化继电保护相关设备[1]。我国逐渐开展了关于500kV 智能变电站的继电保护工作，重新设计了保护的配置方案，涉及配置的各个方面。本文将对500kV智能变电站的继电保护配置方案进行分析和探讨。

一、继电保护配置原则

在500kV变电站的继电器保护当中，需要从下面几点进行设计：

第一，需要按照双重化的原则对500KV电压等级的继电器保护、网络以及对应涉笔进行配置。

第二，完善的保护装置要对未来出现的故障进行及时的保护。在两套的保护装置之间要有一些电气来对其进行联系。当一套保护装置存在故障的情况下，对另一套保护装置的稳定性不至于影响。

第三，通过各自独立MU来对两种保护电压进行取值。

第四，双重的配置MU要和电子式互感器独立的采样系统来一一对应。

第五，通过GOOSE网络，双重化的配置保护要按照独立性的原则进行。

第六，两套保护跳闸回路需要一一对应和两智能终端。这两个智能终端要对应上断路器两跳闸线圈[2]。

二、继电保护总体配置方案

2.1 常规保护配置方案

常规保护配置方案和目前传统变电站保护配置相同。保护配置需要按照对象来进行完成，护士保护逻辑原理变化。对当前保护的逻辑图来保存。主变压器保护、线路保护以及母线保护等不需进行动态模拟，仅仅需要将所要保护的设备AC插件变为数据采集的通信接口，输入和输出插件换为GOOSE光纤的通信接口。在对CPU插件进行模拟量处理的时候需要变成通信接口。

2.2 集中式保护配置方案

在集电式保护配置方案内，各个保护设备可以顺利的实现对所有设备集电保护的工作。另外，它可以顺利的完成对设备的测控。每套集中式保护都可以对变压器进行线路保护、母线保护、测控等。两套的保护装置的工作原理各不相同。例如：在变压器的差动保护内，一套保护装置是通过二次谐波制动的工作原理，另外一套是通过波形是被对称的工作原理来实现保护的。这两套保护装置互为备用，可以独立进行投退。

在这个方案当中，将此类的保护配置改革成为数字化的继电保护。许多种保护功能都能够在这套设备当中表现出来，进一步提高了对系统内存在的故障处理能力以及信息共享的集中化程度。除此之外，这个方案的优点在于需要较少的设备保护树立，结构非常简单。然而，对保护设备存在非常高的要求。另外，由于运行的经验不多，调试人员对这种配置方案不熟悉，需要利用大量时间对其进行充分的掌握。

三、继电保护配置设计方案

3.1 500KV线路保护

在500kV线路的保护内，根据有关系统工作频率过电压的一些要求，对对于出现过电压的情况，需要配备两套过电压保护以及远跳保护。远跳命令是利用过电压保护来实现的，不需要断路器闭合情况就能够实现控制对线路间隔保护、智能终端、MU等要按照双重化原则来配置。MU按照断路器分电流，引入保护装置内。线路电压的MU单独和线路保护装置进行连接。在智能终端设计的时候，要对一个合闸线圈和两跳闸进行充分考虑。同时，它有着合闸和分相跳的功能。

3.2 500KV主变保护

变压器属于单相的自耦型变压器。在500KV变压器当中，一侧利用了3/2断路器接法。220kV的一侧当中，采用了双母线双分段的接法。在主变保护配置当中，配备健全的后备保护和双套的纵联差动保护。一套保护装置为公共绕组的过负荷保护，另外一套保护设备为非电气量保护装置。在后备保护当中，存在众多保护功能，例如过负荷保护、断线闭锁保护、过励磁保护等。变压器的非电量保护功能利用非电量智能单元实现出了保护的能力。按照单套配置，非电量智能单元进行控制操作，接着将操作单元在变压器智能控制柜进行安装。智能单元装置通过采用直采直跳方式，采集各种非电量的信息。在GOOSE网络当中，跳闸出口在非电量信息内作用。通过GOOSE网络来对跳母联、分段开关等进行传输。通过这个网络可以接受到失灵保护跳闸命令，并接收失灵跳闸的主变各侧开关的通断命令。如图3-4显示，是主变保护的技术实施方案。

3.3 500KV断路器保护

在断路器保护当中，当利用一个半断路器接线形式时，断路器保护要和断路器当中的单元配置所连接。在断路器保护当中的配电柜内，需要存在充电保护、失灵保护和断路器重合闸等保护功能。对在相同线路内接入的两断路器而言，这两台断路器内的重合闸要利用合理的方式进行确定和选择。当“先重合断路器”没有重合成功时，不需要再对“后重合断路器”进行重合。为了可以使组网方式更加便捷，同时没有数据关联在双网内，需要将断路器失灵保护以及重合闸来双重化配置。我们在考虑边开关断路器保护实现同一时间段重合闸功能时，母线的电压需要通过MU和线路PT内的MU相连接。

四、结束语

综上所述，随着电力需求的不断增加，电力设备建设的力度不断加强。要确保智能变电站安全可靠运行，制定科学合理的继电保护方案至关重要。因此，探讨500kV智能变电站继电保护配置方案，对做好配电保护具有重要意义。

【参考文献】

[1] 时春雷.基于IEC61850的变电站过程层采样值传输，华北电力大学（北京）博士论文.2016，l：l-5，26～30.

[2] 周旭红.500k V变电站自动化系统结构的探讨.电网技术.2012，4，25（4）：66～69.