为了能够更好地分析新一代智能变电站站域保护与常规继电保护之间的区别,本文在对站域保护研究现状、功能配置和功能原理方面进行介绍的基础上,经过现场实验对某110kV线路冗余保护和变低冗余后备保护的性能进行分析。结果表明,新一代智能变电站站域保护能够更好地对二次系统进行保护。
近年来,随着我国以特高压为骨干网架的各级电网迅速协调发展,逐步形成了以信息化、自动化和互动化为主要特征的智能电网[1]。继电保护作为电网安全稳定运行的道防线,必须适应甚至超前电网的发展需求[2]。
与传统智能变电站相比,新一代智能变电站采用了层次化保护控制系统,主要由就地级保护控制[3]、站域级保护控制和广域级保护控制3个层次构成[4]。其中站域级保护控制面向单个被保护对象,利用站内多个对象的电气量、开关量和就地级保护设备状态等信息,集中决策,实现保护的冗余和优化,完成并提升变电站层面的安全自动控制功能,同时也可作为广域保护控制的子站。
站域保护控制系统作为层次化保护系统的关键环节,综合利用了站内多间隔线路、元件的电气量和开关量信息,不仅能够实现故障点的快速、准确和可靠隔离,而且实现了站内冗余后备保护、优化后备保护及安全自动控制[5]。
站域保护控制可以获取多个间隔或全站信息,比间隔保护得到的信息更多,可对现有保护系统进行补充和优化。对110kV及以下电压等级没有配置双重化保护装置的系统,可进行集中冗余保护,同时可实现全站备投、低频低压减载装置、断路器失灵保护等功能。
本文在对站域保护研究现状和系统原理进行分析的基础上,对运城市某110kV线路进行现场冗余保护和变低冗余后备保护实验分析,对比分析了站域保护同常规微机型继电保护的特性差异。结果表明,新一代智能变电站站域保护系统能够有效地对故障进行检测并控制,提高了保护的可靠性。
1站域保护的研究现状
目前站域保护方式主要分为集中(集成)式保护和分布化(网络化)保护两种。
文献[6]提出了一种在逻辑上采用两层配置方案的集中式保护,即以差动保护为主的单元保护模块作为间隔级保护,以基于拓扑理论的网络保护模块作为全站系统级保护。文献[7-8]提出了一种采用统一软硬件平台,并配置保护、测量和控制等功能的数字化集中式保护装置。
文献[9]提出了一种以多功能保护控制器MPCU为核心的数字化集成保护与控制系统DIPC。文献[10-12]设计了应用于110kV数字化变电站的集成保护样机,研究了集成保护对传统线路保护、变压器保护等功能的改进,并就过程层网络通信系统的实时采样、数据同步及可靠传输做了相关分析。文献[13]对智能变电站中分布式网络化保护进行定义并指出了其应用范围,即在保护上实现分布式母线保护,在控制上实现网络化备自投及低频低压减载。