新一代110kV智能變電站站域保護技術研究

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

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

站域保護與控制裝置中不需要包含10kV間隔保護的冗余，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，若站域保護裝置實現(xiàn)10kV間隔保護，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，站域保護起不到冗余作用。

表1 站域保護的功能配置表

3 站域保護功能原理

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，就地級保護裝置均采用直采直跳的方式進行工作，而站域保護率先采用網(wǎng)采網(wǎng)跳的方式進行工作。因本文著重強調(diào)智能變電站中的保護方式，故對智能變電站中直采直跳和網(wǎng)采網(wǎng)跳進行比較。

1)直采直跳是指智能電子設備間不通過交換機而以點對點連接方式直接進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，保護裝置不依賴于外部對時系統(tǒng)實現(xiàn)其保護功能，避免了組網(wǎng)方式下交換機引起的采樣和跳閘信息不確定性延遲。缺點是保護裝置光口數(shù)量多，使二次回路光纖連接復雜。

圖2 直采直跳工作原理圖

2)網(wǎng)采網(wǎng)跳是指智能電子設備間經(jīng)過交換機的方式進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，保護裝置通過網(wǎng)絡實現(xiàn)信號輸入輸出，有效地減少了母線保護、主變壓器保護等跨間隔保護裝置的光口數(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，網(wǎng)絡化信息交互存在延時。

3.2 110kV線路冗余保護

110kV線路就地級保護一般單套配置，當保護因故退出運行時，110kV線路會失去保護。因此，站域保護控制裝置中配置110kV線路保護，作為就地級保護的冗余。但由于通信通道限制等原因，站域保護中線路保護不考慮縱聯(lián)保護，其他如距離保護、零序過電流、重合閘、手合后加速等保護功能同就地級線路保護一致。

圖3 網(wǎng)采網(wǎng)跳工作原理圖