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摘要：智能化变电站成为变电站自动化系统的发展方向。而变电站自动化水平的提高必然对继电保护系统提出了更高的要求。本文阐述了110kV智能变电站继电保护配置原则及变电站线路、变压器、母联保护中继电保护的配置原则。
关键词：智能变电站：继电保护；配置原则
【分类号】：TM73
1 前言
随着现代网络通信技术和自动控制技术的迅速发展，以电子式互感器、光电互感器、智能化开关设备为代表的智能化一次设备技术的大力推广，变电站综合自动化技术正进入智能化发展的新阶段。结合现有颁布的技术规范以及投运的智能变电站情况，本文将重点分析、探讨1lOkV智能变电站继电保护配置原则和实施方案。
2 数字化智能变电站结构分析
数字化变电站是以智能化一次设备和网络化二次设备为数字化对象，以IEC61850通信规范为基础，通过对数字化信息进行标准化，实现信息共享和互操作，并具有继电保护、数据管理等功能的现代化变电站。数字化变电站从逻辑结构上可以分为三个层次，即过程层、间隔层、站控层。
2.1 过程层
过程层是智能化电气设备的智能化部分，该层设备一般包括合并单元、智能终端和接口设备，其核心设备是交换机，上面连接间隔层的LED设备，下边连接过程层的智能借口和合升器，因而其主要作用是将一次设备与二次设备结合，并具备以下三项功能：第一，检测电力运行的实时电气量，检测内容主要有电流、电压幅值、相位、谐波分量，并由交换机和网络传送模拟量和开关量， 以网络交互式传递信息；第二，监测运行设备的状态参数，主要是监测变压器、隔离开关、断路器、母线、电抗器、电容器、直流电源系统等设备的压力、温度、绝缘、工作状态等；第三，执行和驱动操作控制，包括变压器分接头调节控制， 电容、电抗器投切控制，断路器、隔离开关合分控制，直流电源充放电控制。
2.2 间隔层
间隔层设备包括保护装置、智能测控装置与接入其他智能设备的规约转换设备等。问隔层通信网采用星型网络架构， 功能主要有：对一次设备进行保护和控制；采集汇总本间隔过程层实时数据信息；推进本间隔操作闭锁功能；对统计运算、数据采集及控制命令的发出具有优先级别的控制；开展操作同期及其他控制功能；功能。实施承上启下的通信 2.3 需采用数字化测试装置完成检测工作
2.3 站控层
站控层的主要设备是主机、远动装置、规约转换器、公用测控装置、微机五防机等。其主要功能是：汇总全站实时数据信息，刷新数据库；传送信息至调度监控中心并接受其指令，转向间隔层和过程层去执行；全站操作闭锁控制；站内当地监控、人机联系；对间隔层、过程层诸设备实现在线维护、在线组态和在线修改参数。
3 总体配置原则
与更高电压等级的变电站相比，110kV变电站站内接线形式和设备相对简单，根据国家电网公司智能变电站技术规范的要求，1lOkV变电站的继电保护配置应遵循以下原则：
（1）智能变电站的继电保护实旋方案应满足传统继电保护的“四性”以及其他安全性要求。
（2）l10kV及以上电压等级的过程层SV网、过程层GOOSE网、站控层MMS网应完全独立，继电保护装置接入不同网络时，应采用相互独立的数据接口控制器。
（3）1 10kV及以上电压等级双母线、单母线分段等接线形式（单断路器）电子式电压互感器的（EVT）设置，宜在各线路、变压器间隔分别装设三相EVT，条件具备时宜采用电子式电流、电压互感器（ECVT）。
（4）1lOkV及以下电压等级宜采用保护测控一体化设备。
（5）110kV及以下保护就地安装时，保护装置宜集成智能终端等功能。110（66）kV智能终端宜单套配置。
（6）110（66）kV电压等级宜采用电子式互感器；35kV及以下（主变间隔除外）若采用户内开关柜保护测控下方配置时，宜采用常规互感器或模拟小信号输出互感器。
（7）110kV及以下变电站，主变各侧合并单元宜冗余配置，其余各间隔合并单元宜单套配置。
（8）故障录波装置和网络报文记录分析装置应能记录所有合并单元（Mu）、过程层GOOSE网络的信息；录波器和网络报文记录分析装置對应SV网、GOOSE网、MMS网的接口，应采用相互独立的数据接口控制器。
4站内各设备的保护配置方案
4.1线路保护
对于l10kV智能变电站，站内保护、测控功能宜一体化，按间隔单套配置。线路保护直接采样、直接跳断路器：经GOOSE网络启动断路器失灵、重合闸等功能。线路间隔内保护测控装置除了与GOOSE网交换信息外，均采用点对点连接和传输方式直接与合并单元、智能终端相连。保护测控装置与合并单元的连接和数据传输，实现直接采样功能，与智能终端的连接实现直接跳闸功能；均不通过GOOSE网络实现。安装在线路和母线上的电子式互感器获得电流电压信号后，先接入合并单元，数据打包后再经过光纤送至SV网络和保护测控装置。跨间隔信息接入保护测控装置时，采用GOOSE网络传输方式。
4.2 变压器保护
按照规程要求，1 10kV变压器电量保护宜按双套进行配置，双套配置时应采用主、后备保护一体化配置。若主、后备保护分开配置，后备保护宜与测控装置一体化。当保护采用双套配置时，各侧合并单元（MU）宜采用双套配置，各侧智能终端宜采用双套配置，中性点电流、间隙电流并入相应侧MU。变压器保护直接采样，直接跳各侧断路器；变压器保护跳母联、分段断路器及闭锁备自投、启动失灵等可采用GOOSE网络传输。变压器保护可通过GOOSE网络接受失灵保护跳命令，并实现失灵跳变压器各侧断路器。变压器高、中、低压侧合并单元得到的电流电压信号直接送至SV网络和变压器保护装置，变压器保护装置不从SV网络取数据，进而实现了信号的直接采样功能；变压器高、中、低压侧的智能终端除了连接GOOSE网络外，直接与变压器保护装置相连，实现方案上，保护装置直接通过智能终端跳闸。主变高中低压侧智能终端宜冗余配置，主变本体智能终端宜单套配置；主变本体智能终端宜具有主变本体，有载开关非电量保护、上本体各种非电量信号等功能。按照规程给出的保护实施方案，变压器非电量保护应就地直接电缆跳闸，现场配置本体智能终端，通过GOOSE网传输非电量动作报文以及调档、接地刀闸控制信息。
4.3母联（分段）保护
分段保护的实施方案与图1所示的线路保护类似，而且结构更为简单。分段保护装置直接与合并单元和智能终端连接，分别实现不通过网络数据交换的直接采样和直接跳闸功能；同时，保护装置、合并单元和智能终端等设备，均通过相互独立的GOOSE网络和SV网络，实现信号的跨间隔传输。按照规程要求，110kV分段保护按单套配置，宜实现保护、测控的一体化。llOk～分段保护跳闸采用点对点直跳，其他保护（主变保护）跳分段采用GOOSE网络方式；母联（分段）保护启动母线失灵可采样GOOSE网络传输。
5 结语
随着智能变电站相关标准的发布，变电站的建设与改革积极展开，这对电网改革具有重要促进作用。然而，智能变电站的理论体系自成一统， 相对于传统的变电站而言，其自动化系统、基本构架以及继电器保护装置等有较大的改动，在技术上有一定的挑战性。其中智能变电站的建设与维护中，继电保护技术是技术重点所在，虽然继电保护领域技术创新成果不断，但是仍旧需要不断的总结和分析，促使继电保护技术进一步发展与完善，从而逐步提高智能变电站技术水平，使其不断推广。
参考文献
[1]李先妹，等.数字化变电站继电保护测试技术的分析研，电力系统保护与控制，2012，40（3）.
[2]李凯乐 数字化变电站继电保护技术探究.中国新技术新产品，2012，（16）.
[3]黄伟平 数字化变电站继电保护装置测试技术分析 民营科技，2012，（1）
关键词：智能变电站：继电保护；配置原则
【分类号】：TM73
1 前言
随着现代网络通信技术和自动控制技术的迅速发展，以电子式互感器、光电互感器、智能化开关设备为代表的智能化一次设备技术的大力推广，变电站综合自动化技术正进入智能化发展的新阶段。结合现有颁布的技术规范以及投运的智能变电站情况，本文将重点分析、探讨1lOkV智能变电站继电保护配置原则和实施方案。
2 数字化智能变电站结构分析
数字化变电站是以智能化一次设备和网络化二次设备为数字化对象，以IEC61850通信规范为基础，通过对数字化信息进行标准化，实现信息共享和互操作，并具有继电保护、数据管理等功能的现代化变电站。数字化变电站从逻辑结构上可以分为三个层次，即过程层、间隔层、站控层。
2.1 过程层
过程层是智能化电气设备的智能化部分，该层设备一般包括合并单元、智能终端和接口设备，其核心设备是交换机，上面连接间隔层的LED设备，下边连接过程层的智能借口和合升器，因而其主要作用是将一次设备与二次设备结合，并具备以下三项功能：第一，检测电力运行的实时电气量，检测内容主要有电流、电压幅值、相位、谐波分量，并由交换机和网络传送模拟量和开关量， 以网络交互式传递信息；第二，监测运行设备的状态参数，主要是监测变压器、隔离开关、断路器、母线、电抗器、电容器、直流电源系统等设备的压力、温度、绝缘、工作状态等；第三，执行和驱动操作控制，包括变压器分接头调节控制， 电容、电抗器投切控制，断路器、隔离开关合分控制，直流电源充放电控制。
2.2 间隔层
间隔层设备包括保护装置、智能测控装置与接入其他智能设备的规约转换设备等。问隔层通信网采用星型网络架构， 功能主要有：对一次设备进行保护和控制；采集汇总本间隔过程层实时数据信息；推进本间隔操作闭锁功能；对统计运算、数据采集及控制命令的发出具有优先级别的控制；开展操作同期及其他控制功能；功能。实施承上启下的通信 2.3 需采用数字化测试装置完成检测工作
2.3 站控层
站控层的主要设备是主机、远动装置、规约转换器、公用测控装置、微机五防机等。其主要功能是：汇总全站实时数据信息，刷新数据库；传送信息至调度监控中心并接受其指令，转向间隔层和过程层去执行；全站操作闭锁控制；站内当地监控、人机联系；对间隔层、过程层诸设备实现在线维护、在线组态和在线修改参数。
3 总体配置原则
与更高电压等级的变电站相比，110kV变电站站内接线形式和设备相对简单，根据国家电网公司智能变电站技术规范的要求，1lOkV变电站的继电保护配置应遵循以下原则：
（1）智能变电站的继电保护实旋方案应满足传统继电保护的“四性”以及其他安全性要求。
（2）l10kV及以上电压等级的过程层SV网、过程层GOOSE网、站控层MMS网应完全独立，继电保护装置接入不同网络时，应采用相互独立的数据接口控制器。
（3）1 10kV及以上电压等级双母线、单母线分段等接线形式（单断路器）电子式电压互感器的（EVT）设置，宜在各线路、变压器间隔分别装设三相EVT，条件具备时宜采用电子式电流、电压互感器（ECVT）。
（4）1lOkV及以下电压等级宜采用保护测控一体化设备。
（5）110kV及以下保护就地安装时，保护装置宜集成智能终端等功能。110（66）kV智能终端宜单套配置。
（6）110（66）kV电压等级宜采用电子式互感器；35kV及以下（主变间隔除外）若采用户内开关柜保护测控下方配置时，宜采用常规互感器或模拟小信号输出互感器。
（7）110kV及以下变电站，主变各侧合并单元宜冗余配置，其余各间隔合并单元宜单套配置。
（8）故障录波装置和网络报文记录分析装置应能记录所有合并单元（Mu）、过程层GOOSE网络的信息；录波器和网络报文记录分析装置對应SV网、GOOSE网、MMS网的接口，应采用相互独立的数据接口控制器。
4站内各设备的保护配置方案
4.1线路保护
对于l10kV智能变电站，站内保护、测控功能宜一体化，按间隔单套配置。线路保护直接采样、直接跳断路器：经GOOSE网络启动断路器失灵、重合闸等功能。线路间隔内保护测控装置除了与GOOSE网交换信息外，均采用点对点连接和传输方式直接与合并单元、智能终端相连。保护测控装置与合并单元的连接和数据传输，实现直接采样功能，与智能终端的连接实现直接跳闸功能；均不通过GOOSE网络实现。安装在线路和母线上的电子式互感器获得电流电压信号后，先接入合并单元，数据打包后再经过光纤送至SV网络和保护测控装置。跨间隔信息接入保护测控装置时，采用GOOSE网络传输方式。
4.2 变压器保护
按照规程要求，1 10kV变压器电量保护宜按双套进行配置，双套配置时应采用主、后备保护一体化配置。若主、后备保护分开配置，后备保护宜与测控装置一体化。当保护采用双套配置时，各侧合并单元（MU）宜采用双套配置，各侧智能终端宜采用双套配置，中性点电流、间隙电流并入相应侧MU。变压器保护直接采样，直接跳各侧断路器；变压器保护跳母联、分段断路器及闭锁备自投、启动失灵等可采用GOOSE网络传输。变压器保护可通过GOOSE网络接受失灵保护跳命令，并实现失灵跳变压器各侧断路器。变压器高、中、低压侧合并单元得到的电流电压信号直接送至SV网络和变压器保护装置，变压器保护装置不从SV网络取数据，进而实现了信号的直接采样功能；变压器高、中、低压侧的智能终端除了连接GOOSE网络外，直接与变压器保护装置相连，实现方案上，保护装置直接通过智能终端跳闸。主变高中低压侧智能终端宜冗余配置，主变本体智能终端宜单套配置；主变本体智能终端宜具有主变本体，有载开关非电量保护、上本体各种非电量信号等功能。按照规程给出的保护实施方案，变压器非电量保护应就地直接电缆跳闸，现场配置本体智能终端，通过GOOSE网传输非电量动作报文以及调档、接地刀闸控制信息。
4.3母联（分段）保护
分段保护的实施方案与图1所示的线路保护类似，而且结构更为简单。分段保护装置直接与合并单元和智能终端连接，分别实现不通过网络数据交换的直接采样和直接跳闸功能；同时，保护装置、合并单元和智能终端等设备，均通过相互独立的GOOSE网络和SV网络，实现信号的跨间隔传输。按照规程要求，110kV分段保护按单套配置，宜实现保护、测控的一体化。llOk～分段保护跳闸采用点对点直跳，其他保护（主变保护）跳分段采用GOOSE网络方式；母联（分段）保护启动母线失灵可采样GOOSE网络传输。
5 结语
随着智能变电站相关标准的发布，变电站的建设与改革积极展开，这对电网改革具有重要促进作用。然而，智能变电站的理论体系自成一统， 相对于传统的变电站而言，其自动化系统、基本构架以及继电器保护装置等有较大的改动，在技术上有一定的挑战性。其中智能变电站的建设与维护中，继电保护技术是技术重点所在，虽然继电保护领域技术创新成果不断，但是仍旧需要不断的总结和分析，促使继电保护技术进一步发展与完善，从而逐步提高智能变电站技术水平，使其不断推广。
参考文献
[1]李先妹，等.数字化变电站继电保护测试技术的分析研，电力系统保护与控制，2012，40（3）.
[2]李凯乐 数字化变电站继电保护技术探究.中国新技术新产品，2012，（16）.
[3]黄伟平 数字化变电站继电保护装置测试技术分析 民营科技，2012，（1）