新一代110kV智能變電站站域保護(hù)技術(shù)研究

新一代智能變電站中站域保護(hù)與控制裝置的功能配置主要包括冗余保護(hù)、優(yōu)化后備保護(hù)、安全自動控制和廣域保護(hù)控制的子站功能，見表1。從表1的功能配置表可以發(fā)現(xiàn)，站域保護(hù)中冗余保護(hù)只包含對單套配置保護(hù)的冗余，若主變保護(hù)已經(jīng)雙重化配置，則站域保護(hù)控制裝置中不宜再配置冗余。

站域保護(hù)與控制裝置中冗余保護(hù)功能不含線路縱聯(lián)保護(hù)，主要原因是：①通道和對側(cè)設(shè)備不支持，若要支持，則需增加大量設(shè)備和工程量;②若含線路縱聯(lián)保護(hù)，則站域保護(hù)會通過線路關(guān)聯(lián)多個站，復(fù)雜程度大大增加，影響范圍較大。

站域保護(hù)與控制裝置中不需要包含10kV間隔保護(hù)的冗余，主要原因是10kV間隔采用傳統(tǒng)互感器和“六合一”裝置，無獨立的合并單元和智能終端，若站域保護(hù)裝置實現(xiàn)10kV間隔保護(hù)，則其采樣和出口同樣要經(jīng)過“多合一”裝置，“多合一”裝置因故退出運行時，站域保護(hù)起不到冗余作用。

表1 站域保護(hù)的功能配置表

3 站域保護(hù)功能原理

3.1 采樣與跳閘方式

無論在智能變電站還是常規(guī)變電站，就地級保護(hù)裝置均采用直采直跳的方式進(jìn)行工作，而站域保護(hù)率先采用網(wǎng)采網(wǎng)跳的方式進(jìn)行工作。因本文著重強(qiáng)調(diào)智能變電站中的保護(hù)方式，故對智能變電站中直采直跳和網(wǎng)采網(wǎng)跳進(jìn)行比較。

1)直采直跳是指智能電子設(shè)備間不通過交換機(jī)而以點對點連接方式直接進(jìn)行采樣值傳輸和跳合閘信號的傳輸，其工作原理如圖2所示。

該方法的優(yōu)點是，保護(hù)裝置不依賴于外部對時系統(tǒng)實現(xiàn)其保護(hù)功能，避免了組網(wǎng)方式下交換機(jī)引起的采樣和跳閘信息不確定性延遲。缺點是保護(hù)裝置光口數(shù)量多，使二次回路光纖連接復(fù)雜。

圖2 直采直跳工作原理圖

2)網(wǎng)采網(wǎng)跳是指智能電子設(shè)備間經(jīng)過交換機(jī)的方式進(jìn)行采樣值傳輸共享和跳合閘信號的傳輸，通過劃分VLAN的方式避免信息流過大，其工作原理圖如圖3所示。

該方法的優(yōu)點是，保護(hù)裝置通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信號輸入輸出，有效地減少了母線保護(hù)、主變壓器保護(hù)等跨間隔保護(hù)裝置的光口數(shù)量，簡化了二次回路光纖連接。缺點是多間隔數(shù)據(jù)同步依賴于對時系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)化信息交互存在延時。

3.2 110kV線路冗余保護(hù)

110kV線路就地級保護(hù)一般單套配置，當(dāng)保護(hù)因故退出運行時，110kV線路會失去保護(hù)。因此，站域保護(hù)控制裝置中配置110kV線路保護(hù)，作為就地級保護(hù)的冗余。但由于通信通道限制等原因，站域保護(hù)中線路保護(hù)不考慮縱聯(lián)保護(hù)，其他如距離保護(hù)、零序過電流、重合閘、手合后加速等保護(hù)功能同就地級線路保護(hù)一致。

圖3 網(wǎng)采網(wǎng)跳工作原理圖