分析500kV变电站的典型继电保护配置方案

龙源期刊网变电站的典型继电保护配置方案作者：李明芳来源：《华中电力》2013年第08期[摘要]在我国变电站建设中，500kV电网是各省市网架构建的主体，故电网工程建设的质量直接影响着电网的安全稳定运行。在500kV电网的工程基建过程中，为有效保障电网建设的质量与安全，应着重强调电网系统中继电保护配置的建设。本文对500kV变电站建设中涉及到的继电保护建设问题进行综合分析，并通过科学设计继电保护配置方案，以进一步完善500kV变电站的继电保护配置。[关键词]500kV变电站；继电保护；工程基建；配置方案1.当下500kV变电站继电保护配置现状分析电网建设工程的有效开展，使得我国网架结构发生了巨大变化，超高压电网在电网工程中的日渐普及，也进一步优化了我国的电网配置方案，完善了变电站的功能，进而提升了变电站的智能化水平和网架结构的安全性。就现阶段我国的超高压电网工程建设分析，由于超高压电网搭建技术尚未成熟，因此仅有西北等少数地区能够搭建750kV电网网架，其余多数地区仍采用500kV电网网架，所以对已普及的500kV变电站开展有效的继电保护是十分必要的。为有效提升500kV变电站继电保护装置的有效性和完备性，我国在变电站的工程基建工作中着重强调施工的严谨性，以此有效保证变电站工程建设的质量。在500kV变电站的继电保护工程建设中，通常从变电站系统建设角度出发，通过对变电站继电保护装置开展常规保护和针对性配置保护等维护措施，以实现对500kV变电站继电保护的优化配置和科学维护。而伴随着我国超高压电网建设规模的不断扩大，电网故障也随之频繁出现，电网故障会对变电站正常工作产生影响，进而威胁到电网系统运行的安全性和稳定性。由于继电保护装置只具备迅速断开电路中故障元件的单一功能，无法对元件断开后的电力系统进行对应调整，所以会在一定程度上对电力系统的正常运行产生影响，造成系统元件故障或电路工作异常等。500kV变电站继电保护装置缺乏部件之间的相互协调是电网运行中的另一大问题，部件工作难以协调，会直接导致电力系统运行不稳定，数据的统计也会受到严重影响，电力系统不稳定的运行情况持续恶化甚至会导致电力系统瘫痪。当下我国500kV变电站建设已具有一定技术基础，而电网构架中的继电保护配置仍有待于进一步优化，制定科学有效的继电保护配置方案，是我国500kV变电站建设与发展的重要推动力。2.500kV变电站典型继电保护配置方案设计2.1500kV变电站继电保护总体配置方案设计龙源期刊网变电站继电保护配置保护中，通常采用系统常规保护和集中式保护两种保护配置方案。在常规保护配置方案中，500kV变电站继电保护是根据系统中不同元件进行配置的，通过弱化电网构架中的保护逻辑原理，保留不同电网种类中继电保护逻辑结构，并以此为基础开展继电保护。电力系统常规继电保护方案设计如图：该方案忽略了电网系统中的主变压保护，线路母差保护以及其他相关元件的保护，而是依照变电站建设的智能网络结构，以光纤通信接口代替传统模式下的AC插件，并通过对系统CPU插件中的模拟量进行改进，以实现继电保护系统中电子互感器与合并单元之间的通信标准的统一。如图所示，常规保护配置方案将系统中的单元与保护加以合并，并通过在测控装置中采用统一的IEC61850-9-2通信标准，以保障继电保护系统运作的稳定，其次，在该保护方案中，继电保护装置与电网系统的智能终端是通过IEC61850中的GOOSE服务实现的，有效实现500kV电网系统和继电保护系统间的过渡。在继电站保护配置中的集中式保护方案中，每一套保护设备都具有继电保护能力，能偶顾通过设备自身对电路进行继电保护。该保护方案主要包括系统线路的测控与保护，电量测量与控制以及母线保护等功能，不同保护设备具有独立性，能够在继电保护中实现独立投退。集中式继电保护方案系统设计如图：集中式保护配置方案对继电保护中的组网方式进行独立处理，并通过合并网络单元以实现以有效控制继电保护配置终端，进而在系统中形成信息的集成和共享。集中式继电保护配置方案充分利用了当下热门的数字化控制技术，通过将多项保护功能集成在一组保护设备中，实现了继电保护装置的精简。2.2500kV变电站继电保护具体方案在500kV变电站继电保护总体配置方案的指导下，继电保护配置方案仍需要进一步具体化，才能有效维护超高压电网系统的安全，实现500kV变电站继电保护系统的优化配置。在变电站继电保护的具体方案中，主要包含线路保护，母线保护，断路器保护，以及主变保护等内容，以有效实现对继电保护系统的多方面保护。2.2.1500kV线路保护在500kV变电站继电保护中，线路保护是通过搭建独立完整的电网线路主动保护装置，通过在保护装置中设立等间距的序电流保护，以完成对继电保护线路的组屏。为有效满足500kV变电站继电保护电路的工频需求，继电线路保护通过对在电网线路中配置双套远跳保护和过压保护，使得继电开关能够有效避免断路器开，关状态失控的情况，在半断路器连接继电保护单元时，线路保护装置能够通过识别远程跳闸命令，并通过控制元件动作以实现对继电保护装置的线路保护。线路保护系统的技术原理如图：2.2.2500kV母线保护龙源期刊网变电站继电保护装置建设中，线路中的母线通常与两个微机型保护母线相连接，不同的微机型母线保护对应的母线组屏。在500kV电压输送过程中，母线保护要求将半断路器接入继电保护电路，以解除线路中母线上的电压锁闭限制。当电路中接入的元件较多时，母线保护则转变为分布式母线保护形式，通过在不同的元件线路中设立母线保护机制以有效控制元件中的电流量。2.2.3500kV断路器保护当500kV变电站电网与半断路器进行接线时，断路器保护通过对不同的电网线路进行单元配置，并通过在不同元件的闸门控制，失灵保护以及充电保护等过程中设立断路保护，以有效实现电网的有效继电保护。500kV变电站中继电器断路器保护装置的构成如图所示：图中500kV电网断路器继电保护是通过将两台断路器接入电路，这样就能在两台继电器之间实现断路器闸门的灵活控制，如对闸门进行断路，重合命令，并能够在闸门开关动作失效时立即切换到另一种运行模式，以保证断路器对电路的实时控制，保证当单一断路器失灵时另一断路器仍能对电路进行有效调控。2.2.4500kV主变保护500kV变电站的继电保护中的主变保护是通过改变变压器接线方式实现的。在变压器接线时，不同的电网电压值采用不同的继电保护方式，如220kV侧电压通过母线双分法进行接线以提升电压传输效率，而500kV侧电压则是通过接线2/3断路器以保证电压过大时有效实现继电保护。500kV电压继电主变保护是通过建立起两个独立的智能操控单元，并将两个单元分别与断路器ECT1和ECT2连接，在电路流经500kV高压侧电流时，能够通过合并单元进行电压采集，在主变保护中，中压侧电压及电流量通过变压器中压侧ECVT1进行合并采集，低压侧电压及电流量则是通过对低压侧ECVT2进行合并采集。3.500kV变电站继电保护发展前景展望在我国变电站工程建设技术飞速进步的推动下，500kV变电站继电保护将更具灵活性和可靠性，继电保护系统性能的优化将会在变电站建设中起到重要的影响作用，并为500kV变电站电网系统维护提供更为稳固而可靠的线路保护，有效促进我国超高压电网工程的建设与发展。伴随着我国变电站继电保护的智能化发展，继电保护将会在坚持自身发展优势的同时，改继电电系统中存在的不足，进而有效改善我国变电站工程中的电网建设。[结束语]500kV变电站继电保护装置的优化配置，充分利用了变电站继电保护自身的技术优势，在引进多种不同继电保护手段的同时，有效排除电网中元件的故障，以保障电网安全稳定的运行，随着500kV变电站工程建设技术的不断进步，继电保护方案将会进一步深化，并在实际应用中不断完善，有效促进我国变电站工程的建设与发展。龙源期刊网[参考文献][1]赵晓东.500kV变电站继电保护基建验收中典型问题分析及解决方案.内蒙古超高压供电局，2010.4-6[2]张艳斌.500kV智能变电站的设计及方案研究.华北电力大学（保定），2011.9-13[3]李纪昌.当代智能变电站电网保护配置方案研究.浙江省丽水电业局，2011.11-19龙源期刊网