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智能变电站站域保护控制技术研究

文档作者：游建军1,3 侯家奎2 郭创3 毛林1 文档来源： 1.许继电气公司技术中心河南许昌 461000; 2.许昌职业技术学院河南许昌 461000;3.空军工程大学		点击数：	更新时间： 2023年02月23日
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应用研究数字技术
与应用
94
1 绪论
随着科学技术的发展,继电保护的发展步入了一个新的阶段。
继电保护装置实现数字化和智能化[1,2]。多信息继电保护的应用从本
质上来说是继电保护和信息融合技术的综合应用。电力系统是一个
多元件互联系统,各处的电气信息量的变化都会引起其他位置的电
气信息量变化。从安全性角度考虑,电网中任何一处的故障都有可
能决定整个电网能否安全运行,因此继电保护是一个全局性问题,
应将整个电网的保护作为一个系统来考虑,这就要求在传统继电保
护原理的甚础上进一步拓宽思路,发出新型的基于多点信息的继电
保护新原理。而站域保护立足站内标准化信息的交互共享机制,利
用过程层通信网络实时地获取各元件的电压电流同步采样信息以
及开关量信息,是一种典型的多信息继电保护应用[3-7]。
2 站域保护需求分析
基于站间信息的保护原理从基本原理上来讲主要涉及了方向
比较保护原理、电流差动保护原理、和基于站域信息的自适应保护
原理。此外,还包括具有容错性能的区域保护原理,在所有的基于区
域广域信息的多信息保护原理中,都是在这些基本的原理之上建立
起来的。
一个典型的站域结构包括变电站及其进出线,站域保护通过获
取站域内的多节点冗余信息实现保护逻辑 与传统保护相比优势明
显 而且比广域保护工程应用更易实现。站域保护控制装置面向对
象为整个变电站,主要完成站内单套配置保护的功能冗余、站内保
护的功能优化和站域安全自动控制等功能。装置各软件模块及其功
能配置详见表1。
3 站域保护中断路器失灵保护
站域保护控制设备除了从 合并单元获取重要的信息外,其余
的数据获取来自于只能够设备,包括本变电站内的所有线路保护设
备、母线保护设备、变压器保护设备、监测设备,获取的信息包括方
向信息,差动保护信息距离保护信息、后备保护信息、开关状态位
等。因此这些信息可以进行新的保护原理的保护。
装置设有110kV断路器失灵保护功能,按母线段配置。失灵保护
由失灵保护软、控制字控制;受启失灵检修不一致和相应元件电流
品质异常闭锁。失灵保护由各连接元件相应保护装置的失灵启动接
点(或保护跳闸接点)启动;任一断路器失灵时,该元件的失灵启动节
点启动断路器失灵保护,断路器失灵保护经设定的跳母联延时和跳
母线延时来跳母联和跳失灵元件所在的母线。
各元件失灵启动开入接入三跳失灵启动开入。若某元件失灵启
动开入保持11 s不返回,装置发告警信号,报“失灵启动开入异常”,
并闭锁该失灵开入,当该失灵开入返回后再解除对它的闭锁。
考虑到主变低压侧故障而高压侧断路器失灵时,或者线路末端
故障断路器失灵,母线复合电压闭锁可能会因灵敏度不够而无法开
放,装置引入失灵解闭锁开入接点,当失灵解闭锁接点闭合时,解除
失灵复合电压闭锁。
线路元件失灵时,失灵电流判别采用相电流和零序电流或负序
电流或低功率因数元件逻辑与(其中零序、负序电流判别受CT断线
闭锁);主变失灵电流判别采用相电流和零序电流或负序电流逻辑或
(其中零序、负序电流判别受CT断线闭锁),为提高主变元件三相失
灵时电流判别的灵敏度,主变元件失灵也设置低功率因数元件。
低功率因数元件采用比相器算法构成低功率因数元件,其动作
条件:
| cos | cosZD
式中:  为一相电压与电流的相角差测量值, ZD  为装置低功
率因数角动作门槛,固定为70°,即低功率因数元件动作范围是:
70    110 , 250    290。
任一相电压低于10V或该相无流时,退出该相低功率因数判断。
为了解决门口三相故障断路器三相失灵的灵敏度问题,在无PT断
智能变电站站域保护控制技术研究
游建军1,3 侯家奎2 郭创3 毛林1
(1.许继电气公司技术中心 河南许昌 461000;
2.许昌职业技术学院 河南许昌 461000;3.空军工程大学 陕西西安 710038)
摘要:本文针对智能变电站的发展现状,对站域保护进行了阐述,首先对变电站站域保护的需求和配置做了分析;其次,分析了站域保护控制的共享
信息特性,并对其存在着信息冗余做了研讨;最后以变电站站域保护中所实现的断路器失灵保护作了分析。其充分利用继电保护的技术特征,提高保护
的可靠性和灵敏性,为电网安全保护提供更加有力的保障。
关键词:站域保护 信息冗余 断路器失灵保护
中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2014)10-0094-02
收稿日期:2014-10-22
作者简介:游建军(1977 —),男,河南新郑人,工程师,从事智能电网技术研究,研究方向:智能设备研制、嵌入式技术研究与开发。
表 1 站域保护控制装置的功能配置
功能配置 说明
三段相间及
接地距离
四段零序电
流
两段PT 异常
后过流
三相一次重
合闸
按110kV 线路间隔配置，实现110kV 线路保护功能冗
余。
充电保护
过流保护
按110kV 母联间隔配置，实现110kV 母联保护功能冗
余
断路器失灵
保护
按110kV 单段母线配置，完成单段110kV 母线的断路
器失灵保护
母线保护
断路器失灵
保护
按10（35）kV 单段母线配置，完成单段10（35）kV
母线保护及断路器失灵保护
后加速保护 按10（35）kV 主变中低压侧断路器间隔配置，完成主
变中低压侧开关合闸后加速保护
低频减载
低压减载
按单段母线配置，实现站内单段母线上的低频低压减载
功能
进线备自投
分段备自投
四进线备自投，完成变电站一个电压等级四回进线电源
的备自投功能
分段备自投
负荷均分
按分段间隔配置，完成变电站低压侧和中压侧的分段备
自投功能
主变过负荷
联切
按主变配置，完成一台主变的过负荷联切功能

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