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220 kV智能变电站继电保护及自动化分析

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220 kV智能变电站继电保护及自动化分析

发表时间：2018-10-25T13:11:56.163Z 来源：《防护工程》2018年第13期 作者： 朱祯海 程政

[导读] 随着我国经济的飞速发展，经济腾飞带来的是用电量的飞速增长，从工业 生产、农业生产到居民生活，越来越离不开电力。

朱祯海 程政

国网四川省电力公司泸州供电公司 四川 泸州 646000

摘要：随着我国经济的飞速发展，经济腾飞带来的是用电量的飞速增长，从工业

生产、农业生产到居民生活，越来越离不开电力。然而，近年来电力系统引发的安全事故越来越多，人们对其应用的安全性和稳定性提出了更高要求。因此，越来越多的电力电子技术、光电技术、信息技术、通信技术应用于电力系统中，尤其是220 kV智能变电站是集电

力技术、计算机技术和通信技术于一体的变电设备，能够在满足我国当前用电需求的基础上，不断完善电力系统，促进了继电保护及自动

化技术的进一步发展。本文首先对智能变电站继电保护系统进行了概述，详细对220kV智能变电站继电保护的自动化进行分析，旨在满足

人们供电需求的同时，完善电力系统。

关键词：220 kV；智能变电站；继电保护；自动化

随着电力建设技术的不断发展，随着当前配电网的不断完善，智能电网已经形成了覆盖城市、乡镇、农村的三级电网体系，能够为农业、工业以及人民生活，提供不同等级的电力资源。在此背景下，变电站建设中实现智能化控制的需求越发明显。220 kV智能变电站，直

接决定着电力系统的运行效果。220 kV智能变电站中，继电保护起到故障维护的作用，确保变电站具有智能化、自动化的特征，规避潜在

的故障隐患，确保220 kV智能变电站的稳定与可靠。

1 220 kV智能变电站的继电保护概述

220 kV智能变电站中的继电保护，负责故障维护，变电站正常运行期间，继电保护没有任何动作，如有故障问题，继电保护及时、快速的动作，反馈智能变电站系统、元件等的故障信息，表现为跳闸的状态，提示管理人员对智能变电站进行检修。继电保护的断路器迅速

断开，防止220 kV智能变电站的电气元件损坏，避免影响其它的元件应用。

1.1可靠性

继电保护的范围内，准确、可靠的检测220 kV智能变电站的运行，辅助规划出故障的范围及故障点。

1.2灵敏性

继电保护检测220 kV智能变电站的故障时，要具备足够的灵敏度，围绕故障特征，给与及时的保护反馈，预防220 kV智能变电站失控。

1.3检测性

220 kV智能变电站的继电保护，其检测性的特征，目的是可以合理的判断系统故障，缩小故障影响的范围，以便准确的切除故障。

2 智能变电站继电保护系统的设计

2.1主体设计原则

对于智能变电站继电保护系统，需要围绕变电站的主体功能进行设计，在变电站继电保护的基础上，进一步完善对配电网电能生产和输送的管理功能，提升对各种安全数据指标的监控能力，满足电力能源的传递和保护。此外，该系统功能的设计原则，应遵循国际、国内

电力行业的技术要求和参数，以完善功能为主，减少其他功能的冗余，保证设备对各种问题的处理速度和对数据信息的分析储存能力。

2.2智能变电站的架构设计

智能变电站继电保护系统的设计与研发，基于操作系统，采用SQL server 2010和A ccess 2010后台数据库等开发软件进行开发。运行环境为Windows XP/ 7/ 10，以C/S架构进行研发。对硬件环境要求较低，采用通用的工作站或笔记本式计算机即可，方便灵活。在对变

电站继电保护和管理中，该系统可以分为多窗口操作界面，在功能上实现了对设备的数据采集、数据分析、预警提示、工作记录储存、设

备开关控制以及数据模型分析等功能。智能变电站继电保护系统架构设计如图 1所示。

图1 智能变电站保护系统架构设计图

从图1可以看出，智能变电站保护系统的设计包括三个层面，分别是过程层、间隔层和变电站层。

（1）过程层

在该层中，一次、二次设备需要进行结合设计，因此，保护功能也包括对一次、二次设备的运行监侧、电气检侧和执行驱动系统检侧。

（2）间隔层

间隔层是检侧结构与智能化控制系统指挥功能之间的数据收集层，在该层中，能实现对各种监侧数据的收集，完成控制台对一次设备的闭锁指令，检侧和识别控制平台的控制优先级，以便于发挥承上启下的功能。 （3）变电站层

在变电站设计中，需要完成对间隔层中实时数据的传输和管理，由控制中心的智能系统完成调度和指挥，并且根据继电保护的设置，实现对变电站电气设备的在线监控、在线运检、在线维护等保护功能。

3 220 kV智能变电站继电保护的自动化

220 kV智能变电站继电保护的自动化运行中，涉及到接线技术、监测技术以及回路技术，完善了继电保护自动化的过程。重点分析

220 kV智能变电站中继电保护自动化的技术，如下：

3.1接线技术

接线是实现继电保护自动化的基础部分，接线安装时，必须做到科学、规范，而且要简化继电保护的接线，一来提高智能变电站的运行水平，二来强调继电保护的自动化。接线方式不同，保护效率有差异，一般情况下，接线越简单，线路的损耗率越小。220 kV智能变电

站经过改造后，继电保护的接线设计，配合好总线路、子线路，期间不能有交叉接线的问题，以免影响继电保护自动化的状态。

3.2监测技术

监测技术是220 kV智能变电站继电保护自动化中的重要部分，也是一项功能模块，专门负责监控变电站继电保护的运行，实时监测出变电站的故障信息，即使继电保护系统有失误的动作，监测技术也可以做出信息反馈，所有的故障信息，传送到变电站的调度中心，调度

中心会主动指导变电站运行，确保220 kV智能变电站，能够按照规范的流动运行，进而体现继电保护的自动化优势。

3.3回路技术

回路技术的应用，目的是把控220 kV智能变电站继电保护的回路，改善以往的回路设计，进而提高智能变电站再来电能方面的转换水平。规范的回路设计，能够保障继电保护的准确性，防止发生拒动、误动的故障。220 kV智能变电站继电保护的自动化运行中，必须把控

一次回路、二次回路的设计，确保各项回路

的运行过程，能够达到标准的状态。继电保护自动化的回路设计中，还要配置电子感应装置，用于指导隔离开关的运行动作，减轻智能变电站继电保护的调控压力，降低自动化在无人值守时的调控难度。

4 结束语

综上所述，随着我国电力行业快速发展，电力已广泛应用于人们的日常生产和生活中。然而在传统变电站的使用过程中，还存在继电保护装置与外界通信困难等问题，导致电力事故发生和变电设备损坏等情况，急需改善和解决。220 kV

智能变电站是影响和完善电力系统运行效果的关键部分，可以实现对变电站各项设备和元件的全方位继电保护，同时改善和强化智能变电站的运行和自动化运行过程，继电保护高效、有效，在不断满足人们供电需求的同时，完善电力系统。

参考文献：

[1]朱可.220 kV智能变电站继电保护及自动化分析[J].现代工业经济和信息化,2018,01：94-95.

[2]王家永,魏锥,许凯.220 kV智能变电站的继电保护及自动化系统设计探讨[J].南方农机,2017,4824：97.

[3]周星辰,吴天一.220 kV智能变电站继电保护及自动化[J].电子技术与软件工程,2017,18：130.

[4]任绍俊. 220 kV智能变电站继电保护及自动化系统设计[D].华北电力大学,2014.

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浅谈220kV变电站变压器保护配置中死区故障及解决方法

浅谈220kV变电站变压器保护配置中死区故障及解决方法

浅谈 220kV变电站变压器 保护配置中死区故障及解决方法

摘要：保护死区即保护装置保护不到的范围，对于死区故障的发生我们不能掉以轻心，要加强对速动继电保护的研究，并对其动作行为进行准确的控制，以达到快速切除死区短路故障的目的。本文对220kV变电站变压器有关的继电保护动作特征与各侧死区故障的故障特征进行了分析，制定了几种保护方案来快速切除220kV变压器各侧死区故障，并对死区故障保护短延时的参数进行了研究。

关键字：220kV变压器；保护死区；故障；解决方法

为了提升可靠性，电力系统必须装设继电保护装置。但由于受制于元件特性和数量，各种保护的范围存在着盲区，当在这些盲区中发生故障，就会造成变死区故障。死区故障将导致保护不能够在允许的时间内切除故障，将使电力设备长时间处于故障电流之下，严重影响系统的安全性和稳定性。220kV变压器侧电流互感器与断路器之间出现短路故障，但是若故障发生位置处于变压器差动保护范围内，尽管该侧母线差动保护跳开变压器侧断路器，然而还是存在故障问题，因此需要借助变压器电源侧后备保护将故障切除，该后备保护动作时间比较长，因此容易损坏变压器。所以需要应用快速切除继电保护方案处理故障问题。

1、220kV变压器各侧死区故障

1.1、220kV变压器各侧的死区故障

一般来讲，如果变压器有运行的几个电压等级通过断路器、TA、隔离开关组成的间隔设备与外电路设备连接，若变压器某一侧断路器只有变压器这侧有TA，而母线侧没有TA，那么，可能就有几个变压器死区故障位置。也就是说，如果有两个运行电压等级经断路器间隔设备和外电路设备连接，就最少有两个死区故障位置；如果有三个运行电压等级经断路器间隔设备与外电路设备连接，就最少有三个死区故障位置。220kV变压器不但在中压侧有死区故障，而且在变压器高压侧和低压侧也有死区故障。

1.2、220kV变压器死区故障的特征

1.2.1、220kV和110kV侧死区故障的特征

220kV继电保护的运行与调试

220kV继电保护的运行与调试

中国新技术新产品2020 NO.12（下）

- 53 -工 业 技 术

当电力系统出现相关故障和危害时，需要采取有效

的措施来进行处理，该过程称为继电保护。一般情况下，

继电保护能够有效维持电力系统的安全稳定运行，当系

统出现故障问题后，继电保护装置会发出具体的报警信

号，提示相关值班人员，使其对故障根源进行查找，从而

减少相关故障问题对电力系统所产生的危害。而在电力

系统的运行过程中，不能够缺少相关继电保护技术，一

旦没有安装相关继电保护装置，将无法有效地维持电力

系统的正常工作。现如今，随着社会经济的快速发展，人

们的生活水平也得到了明显的提升，对供电也有了更高

的需求，这使电力生产和消耗量不断增长，用电负荷也

在进一步增大，因此，继电保护调试技术的应用具有十

分重要的意义[1]。

１　２２０　ｋＶ电力系统继电保护的运行方式

１．１　继电保护运行方式

通过确保继电保护运行方式的合理性，可以有效改善

保护机能，并且充分发挥保护装置的效益。继电保护整定

计算主要以常见的运行方式作为根据，而常见运行方式具

体是指正常运行方式和正常检修方式[2]。对于电网220 kV

系统来说，按照省厅相关规定来进行执行；对于110 kV及

以下系统，则需要将变电站相关软件进行检修来作为正常

解决方式，特殊运行方式则需要采取特殊处理。

整定计算是指按照系统基础运行方式，考虑被保护

设备及相近回线或元件，在检修时所采取的检修方式为依

据，当条件允许时可以对较多场站所相邻的两个元件进行

同时停运进行检修[3]。

变压器中性点接地方式要求。对于220 kV变压器的中

性点接地方式，需要按照省厅相关规定来进行安排，具体

来说，应按照以下相关要求来对110 kV变压器的中性点进

行接地。

首先，对于纯负荷性质的变电站来说，通常要求相关

变压器应将110 kV的中性点采用间隙接地运行的方式。而

对于有2台以上变压器运行的相关发电厂来说，则规定其

在正常运行和检修过程当中需要严格按照相关要求，将其

智能变电站GOOSE断链分析

智能变电站GOOSE断链分析

［摘要］　

关键词　

０引言　智能变电站ＧＯＯＳＥ断链分析　

周　康，汪晓飞，柳率　

（国网浙江杭州市余杭区供电公司，杭州　３１１１００）　

阐述了Ｇ０ＯＳＥ网络功能和ＧＯＯＳＥ传输方式，以杭州２２ＯｋＶ云会智能变电站在实际运行过程中出现的　

ＧＯＯＳＥ断链为例，依据ＧＯＯＳＥ断链时的故障现象深入分析了ＧＯｏＳＥ断链的原因。　

智能变电站ＧＯＯＳＥ断链　

ＩＥＣ　６１８５０系列标准的颁布与推广应用为智能变电站　

的发展奠定了基础。该标准中首次引入了过程层通信的概　

念，从而极大地推动了智能变电站的发展。智能变电站系　

统结构一般分为变电站层、间隔层和过程层。其中，变电　

站层与间隔层之间采用以制造报文规范ＭＭＳ通信，间隔　

层之间以及间隔层与过程层之间则采用面向通用对象的变　

电站事件Ｇ（）（）ＳＥ通信。与传统综合自动化变电站相比，　

智能变电站的主要特点就在于间隔层之间以及间隔层与过　

程层之间采用ＧＯＯＳＥ网络代替传统电缆进行通信，实现　

信息的交互。　

１智能变电站ＧＯＯＳＥ网简介　

ＧＯＯＳＥ是面向通用对象的变电站事件的简称，它是　

ＩＥＣ　６１８５０中的一种快速报文传输机制，用于传输变电站　

ＩＥＤ之间重要的实时性信号。在通信过程中，ＧＯＯＳＥ通　

过不断自检实现了装置间回路通断的智能化监测，克服了　

传统电缆回路故障无法自动发现的缺点，提高了变电站二　

次回路的可靠性。　

Ｇ０ＯＳＥ采用了发布方／订阅者通信模式，允许在一个　

数据发出者和多个数据接收者之间形成点对多点的直接通　

信，适用于数据流量大且实时性要求高的场合。ＧＯＯＳＥ　

网作为间隔层之间以及间隔层与过程层之间通信的桥梁，　

其主要功能包括：（１）传递遥测遥信信息；（２）传递遥控操　

作信息；（３）传递保护装置跳闸信息；（４）传递监控系统不　

同间隔之间的联闭锁信息；（５）传递不同保护装置之间的　

闭锁、启动失灵信息。这就要求ＧＯＯＳＥ网络报文传输具　

有相当的实时性和可靠性。　

ＧＯＯＳＥ接收方通过ｓｔＮｕｍ和ｓｑＮｕｍ的变化规律，能　

智能化变电站与传统变电站继电保护的比较

智能化变电站与传统变电站继电保护的比较

智能化变电站与传统变电站继电保护的比较

摘要 在电力供应中，变电站是非常重要的环节。在本文中，将就智能化变电站与传统变电站继电保护的比较进行一定的研究。

关键词：智能化变电站；传统变电站；继电保护；比较；

1 引言

在城市电力系统中，变电站是其中的重要组成部分，其建设以及运行情况将直接对城市电网运行的稳定性产生影响。在相关技术的不断发展过程中，更多的智能化变电站出现在了城市当中，为了能够做好该电站类型特点的把握，我们将就传统、智能化电站两者从继电保护方面进行一定的比较。

2 智能变电站构成

智能变电站是由继电保护系统、监控系统共同构成的电站，通过光电互感器以及机电一体化设备的引入实现变电站信息传输、采集的智能化处理，不仅能够有效提升电站信息处理的时效性以及速度，且将有效提升参数传输当中的可靠性以及稳定性。对于该类电站，其在技术特征方面具有较为鲜明的特点，其不仅能够对电力系统信息通信、采集以及共享等功能进行实现，且通过电力测量系统的应用实现数据采集智能化。

3 传统变电站同智能化变电站的对比

3.1 通信准则差异

经过对智能变电站的分析可以了解到， 其以IEC 61850作为通信规范，而在传统电站当中，其主要使用IEC60870-5-103作为通信规范，即两者具有不同的通信准则。对于智能变电站使用的IEC 61850，其能够在使不同类别设备在具有较强操作性的同时实现设备的高效连接，以此帮助电站系统则能够在统一模型之下在智能变电站当中实现标准的实施。可以说，通过该规范的应用，则能够使电站在设备间更好的实现数据转换，不仅能够对设备使用数量进行积极降低，且在很多通信环节当中也具有较大程度的精简，以此实现设备维护、运行成本的科学节约。

3.2 装置设计差异