基于互聯(lián)信息的站域保護(hù)方案研究.pdf

1、由于受微機(jī)硬件可靠性、運(yùn)行速度、內(nèi)存資源的約束及系統(tǒng)的可維護(hù)性難的限制，目前變電站中的繼電保護(hù)大多是分散式元件保護(hù)，但這種類(lèi)型的保護(hù)利用的信息有限，為了滿足電力系統(tǒng)繼電保護(hù)四性要求，往往要求多臺(tái)保護(hù)裝置相互配合，從而存在著定值整定困難、當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)后備保護(hù)的延時(shí)過(guò)長(zhǎng)、要求的CT和PT多而耗費(fèi)太多的電纜、信息少使得保護(hù)性能受影響或判據(jù)太復(fù)雜、裝置太多、系統(tǒng)太復(fù)雜從而增加維護(hù)難度、價(jià)格高等一系列問(wèn)題。
　　 本文在電子式互感器、智

2、能斷路器、高速以太網(wǎng)、IEC61850等新技術(shù)的出現(xiàn)及發(fā)展的基礎(chǔ)上，從信息論的角度出發(fā)，對(duì)變電站內(nèi)繼電保護(hù)信息的來(lái)源、加工、消費(fèi)、類(lèi)型、提取和傳輸?shù)冗M(jìn)行了分析，進(jìn)而提出基于互聯(lián)信息的站域保護(hù)方案，并詳細(xì)研究了幾個(gè)具體的基于互聯(lián)信息的保護(hù)方案。論文工作包括以下幾方面：
　　 變電站內(nèi)繼電保護(hù)的本源信息包括變電站內(nèi)一次和二次相關(guān)的一切可利用的信息，繼電保護(hù)信息的最終直接消費(fèi)者是斷路器，而繼電保護(hù)裝置是集繼電保護(hù)信息來(lái)源、加工與消費(fèi)于

3、一體的。變電站內(nèi)繼電保護(hù)信息的來(lái)源、加工、消費(fèi)分別可以確定一個(gè)保護(hù)區(qū)域。三個(gè)區(qū)域重合是理想狀態(tài)，不重合時(shí)就會(huì)存在保護(hù)死區(qū)，須通過(guò)CT交叉配置來(lái)保證快速切除故障。最后對(duì)相鄰區(qū)域之間的配合作了分析，指出目前消除信息源有縫、消費(fèi)區(qū)有縫、信息加工有縫的具體措施。
　　 從對(duì)故障的快速切除和準(zhǔn)確定位出發(fā)，指出變電站內(nèi)繼電保護(hù)信息的特征有時(shí)間性、空間性和故障類(lèi)型。相應(yīng)于電力系統(tǒng)故障的故障電氣分量的特征，提取繼電保護(hù)信息的方法也分為基于故障電

4、氣穩(wěn)態(tài)特征和暫態(tài)特征的。保護(hù)裝置的啟動(dòng)元件被用于提取時(shí)間信息、測(cè)量元件被用于提取位置信息、選相元件用于提取故障類(lèi)型信息。在分析了三種繼電保護(hù)信息的重要性后，指出了現(xiàn)有保護(hù)提取繼電保護(hù)信息時(shí)存在的問(wèn)題。
　　 從信息與數(shù)據(jù)的關(guān)系入手，分析了傳輸采樣值、相量、相位、方向信息時(shí)的本源數(shù)據(jù)量，再結(jié)合通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，論述了傳輸繼電保護(hù)數(shù)據(jù)時(shí)需要的一些附加通信量。在組建適用于站域保護(hù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)原則——空間性、時(shí)間性、保護(hù)“四性”、經(jīng)濟(jì)性指

5、導(dǎo)下，提出適用于變電站內(nèi)繼電保護(hù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)木唧w通道要求：同步性、時(shí)延性、可靠性、依存度，并進(jìn)行了詳細(xì)的分析，最終提出適用于變電站內(nèi)繼電保護(hù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)方案。
　　 從分析基于互聯(lián)信息的站域保護(hù)方案原則入手，提出了互聯(lián)信息的站域保護(hù)方案要達(dá)到的目標(biāo)。然后以國(guó)網(wǎng)典型的220kV電壓等級(jí)變電站為例，從主、后備保護(hù)兩方面對(duì)站域保護(hù)進(jìn)行了全面的配置。主保護(hù)配置時(shí)，在變電站內(nèi)存在足夠高的通信速率、足夠高容量的通信條件和良好的同步條件下，力

6、推電流差動(dòng)保護(hù)；當(dāng)通信條件下降時(shí)，提出了基于突變量阻抗原理的差動(dòng)?；谕蛔兞孔杩乖淼牟顒?dòng)工作安全、可靠，動(dòng)作速度快，需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量小，時(shí)間同步性要求低。后備保護(hù)方面力推聯(lián)合高、中壓側(cè)后備保護(hù)啟動(dòng)信息的簡(jiǎn)單后備保護(hù)，該方案在某些條件下減少了后備保護(hù)的配合延時(shí)，如果通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸繼電保護(hù)數(shù)據(jù)，則數(shù)據(jù)量小，還可通過(guò)硬接點(diǎn)方式實(shí)現(xiàn)。另外，還提出了一種出線閉鎖的基于電勢(shì)差原理的中低壓側(cè)保護(hù)。
　　 在提出變電站內(nèi)繼電保護(hù)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的過(guò)

7、程中參考了IEC61850標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)字化變電站考慮的除了繼電保護(hù)和保護(hù)相關(guān)功能外，還有自動(dòng)控制和計(jì)量等功能，所以對(duì)電流互感器和電壓互感器的數(shù)據(jù)要求傳遞的是原始的采樣值數(shù)據(jù)。但如果以后的過(guò)程層和總線層的網(wǎng)絡(luò)合在一起，出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴時(shí)，傳輸?shù)牟蓸又禂?shù)據(jù)會(huì)丟失、出錯(cuò)而使得保護(hù)性能大大降低時(shí)，如何傳輸相量或相位數(shù)據(jù)、甚至于方向數(shù)據(jù)米提高此時(shí)的保護(hù)性能卻是IEC61850標(biāo)準(zhǔn)中未涉及到的。
　　 針對(duì)目前IEC61850沒(méi)有與母聯(lián)死區(qū)保護(hù)相對(duì)

8、應(yīng)的邏輯節(jié)點(diǎn)，本文采用南瑞繼保RCS-915AB型微機(jī)母線保護(hù)裝置中的實(shí)現(xiàn)方法，在現(xiàn)有的斷路器失靈邏輯節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)上建立母聯(lián)死區(qū)保護(hù)邏輯節(jié)點(diǎn)。
　　 對(duì)雙母接線系統(tǒng)中線路保護(hù)、母線保護(hù)、線路斷路器失靈保護(hù)一體化配置方案的可行性進(jìn)行了分析，進(jìn)而提出了該方案的一種實(shí)現(xiàn)方法。與傳統(tǒng)分散配置相比的優(yōu)勢(shì)在于減少了CT二次繞組和二次電纜，降低了二次電纜之間的電磁干擾；重合閘、非全相保護(hù)等原來(lái)針對(duì)線路斷路器裝設(shè)的保護(hù)均具備了實(shí)現(xiàn)雙重化的條件。<