摘要：伴随着科学技术的不断进步与我国人民经济水平的提高，我国各行各业规模不断扩大，对电力的需求量也因此不断加大。同时在近些年来我国开始不断兴建智能变电站，完善智能电网的铺设，为了确保这些变电站能够安全地运行，保证我国庞大的电力供应，对500kV智能变电站的保护方案开始成为相关领域研究的要点。500kV智能变电站的继电保护配置不同于传统的变电站配置方案，要想保证这些智能变电站的有效工作，就必须要对其设计一个新的全方位的继电保护配置。
关键词：500kV智能变电站；继电保护配置；保护方案
引言
作为智能电网的重要组成部分，近年来智能变电站继电保护设备升级改造的重要性日渐突出，智能电网运行过程中的安全性和可靠性也直接受其影响。为了最大化发挥继电保护设备效用，本文围绕500kV智能变电站继电保护配置设计方案开展研究。
1 500kV智能变电站继电保护配置设计路径
1.1设计原则
智能变电站与传统变电站在结构、二次设备布置方式、保护接口、通信规约、对时方式等层面存在显著差异，智能变电站继电保护配置设计也因此具备较高独特性，这种独特性在继电保护配置设计原则层面便有着较好体现。在500kV智能变电站继电保护配置设计中，为真正实现“可靠性、选择性、速动性、灵敏性”的要求，设计人员必须遵循双重化设计原则，因此220kV及以上电压等级继电保护、网络、相关设备必须遵循双重化设计原则，如使用主后一体化的保护装置、配备没有任何电气联系的2套保护装置等。此外，保护采样及跳闸还需要采用直接电缆跳闸的开出量、SMV网络方式的采样开入量、GOOSE网络方式传输的开入与开出量，500kV智能变电站继电保护配置设计方案质量将由此得到保障。
1.2设计路径
在500kV智能变电站继电保护配置设计中，设计人员需关注GOOSE网与继电保护的配置、非常规互感器与继电保护的配置，常规保护配置方案、集中式保护配置方案的选择也应得到设计人员的重视。作为2种常见的继电保护总体配置方案，常规保护配置方案具备容易实现继电保护过渡优势，但无法较好适应智能化一次设备变革影响属于该方案的不足，而集中式保护配置方案则能够较好适应数字化继电保护配置、智能化一次设备变革，但该方案对保护设备的要求较高，电力企业必须结合500kV变电站实际合理选择继电保护总体配置方案。
2 500kV智能变电站继电保护配置方案
2.1 500kV线路保护
我国对500kV智能变电站的线路保护要求使用双重配置，这种配置方式不仅能够对每种故障类型与选相功能等以全线的速度降低保护。500kV智能变电站的线路保护设备将线路的过电压和远跳判别两者一体化体现出来，也就是说通过这个保护装置，不仅能实现主保护和后备保护功能，同时还能实现过电压保护与就地判别功能。并且在对信息进行传输过程中所使用的是一种独立性的通道对信息进行保护。线路保护装置能够进行直接采样，因此断路器也能够在遇到相应故障状况时直接跳闸。在实际的工程安装中，绝大多数的500kV智能变电站的继电保护装置采用的线路保护装置都是国家规定的双重化配置，在实际安装中会将这两个保护结合安装到一个面柜，并且其使用的是2Mbit/s的复用光缆通道。这两套主要的保护装置同时还具有一个完备的后备保护能力。
2.2 二次设备的典型布置方式
传统变电站同500kV智能变电站还有一点不同的就是在二次设备的布置方式上面，500kV智能变电站同传统变电站相比，不仅对二次设备的具体功能进行了改变，将A/D转换组件同交流的出入组件合成了一个新的整体单元，同时还对原本的开入开出两组组件分别进行了设定作为一个智能化的新终端。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆传统的变电站则是将交流、A/D组件同开入开出组件集成放置，电流与电压信号必须从就地端子箱中取得之后，经过交流输入组件，再将模拟信号通过A/D组件转变成数字信号才能支持继电保护装置的工作。并且具体的开入与开出两必须经过长电缆进行接引才能进行。500kV智能变电站在上文所述的完成合并单元之后，必须使用合并单元将TA、TV之上所获取的电压数值与电流数值经过短电缆的传输之后取得。在另外一方面，500kV智能变电站的测控与录波设备在采集每个间隔的合并单元中的交流电流与电压信息的时候都是使用光缆从SV网上所获取，传统变电站的操作箱功能则是被现在的智能终端所替代。
2.3 500kV断路器保护
想要对500kV智能变电站继电保护装置设计方案进行全面的优化和完善，首先就要对500kV断路器进行保护，要在500kV线路保护方面，进行直接的采样和跳断路器动作，利用GOOSE网络对于断路器失灵和重合闸启动，分别安排使用两个不同的路由通道，通过通信专业的通道安排作为主要的依据。其次，在断路器保护中也同样采用直接采样、跳闸的方式，一旦断路器失灵，那么GOOSE网络就会让相邻的断路器起跳，再则，500kV的母线保护方面也采用一样的方式，利用GOOSE网络实施失灵启动。最后还有故障测距装置，让线路故障实现精确定位，比如在地形复杂、巡查不变的线路中，可以安装专门的故障测距装置配置，进而形成点对点的传输方式，只要保证数据采样的频率大于500kHz，就能够让智能变电站继电保护装置的作用得到真正的发挥。以上就是基本的500kV智能变电站继电保护装置的具体设计方案。
2.4 500kV主变保护
采用单相自耦变压器，500kV侧、220kV侧、35kV侧分别为3/2断路器接线、双母线双分段接线、单母线接线，因此配置了双套纵联差动保护和后备保护，以及1套公共绕组过负荷保护、1套非电气量保护，其中的后备保护包括低压侧过流保护、过负荷保护、过励磁保护、零序电流保护、断线闭锁保护、阻抗保护。2套智能操作单元的保护由变压器保护负责，高压侧电流量、高压侧电压量分别从500kV断路器ECT1与ECT2合并单元、高压侧EVT1合并单元采集，中压侧ECVT1合并单元、低压侧ECVT2合并单元、低压绕组ECT3合并单元、公共绕组ECT4合并单元则分别负责中压侧电流量和电压量、低压侧电流量和电压量、低压绕组电流量、公共绕组电流量的采集；非电量智能单元负责变压器非电量保护，该单元采用单套配置，并采用GOOSE网络传输进行跳母联、启动失灵等故障的应对，失灵保护跳闸命令的接收也需要得到GOOSE网络的支持。
2.5母线保护
在500kV智能变电站继电保护配置设计中，每条母线需配置2套微机型母线保护，为实现二者的相互独立，每套保护需单独组屏。由于研究对象工程采用了一个半断路器接线方式，500kV母线保护无需设电压闭锁元件，但由于接入的元件数较多，最终选择了分布式的母线保护形式、直接采样与直接跳闸方式。如果出现断路器失灵故障，母差失灵功能的启动需得到GOOSE网络传输的支持。
2.6智能终端
同传统变电站不同，500kV智能变电站通过智能终端的方式来替代传统变电站的操作箱功能，跳合闸保护与测控手合和手跳断路器等命令需要通过智能终端的接收才能传入断路器所在的位置、隔离刀闸和接地刀闸所在的位置、断路器的本体信号。
结束语
随着越来越多的新型智能变电站的建立，在对500kV智能变电站进行继电保护装置的配置时一定要注意所说的这些关键点，并且目前我国的电网建设在进行方案设计时基本都是通过数据采集、模拟方案，并对各个阶段的具体方案进行模拟制定来进行方案设计。我们在日后的电网建设规划中应当要能通过各种方式来提高方案的适应程度，减少问题发生的概率。
参考文献：
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[3]杨周.智能变电站继电保护可靠性分析[J].中国新技术新产品,No.309(23):44-45.
论文作者:崔光肆,张祥民
论文发表刊物:《电力设备》2019年第14期
论文发表时间:2019/11/8
标签：变电站论文; 智能论文; 继电保护论文; 断路器论文; 方案论文; 母线论文; 保护装置论文; 《电力设备》2019年第14期论文;