智能化变电站对电力系统继电保护配置影响研究

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1、智能化变电站对电力系统继电保护配置影响研究　　【摘要】本文结合详细的方案实例，充分阐释了当前我国继电保护装置的运用状况，并进一步探讨了智能变电站对于继电保护配置方案的影响。【关键词】智能变电站；设备配置；电网建设；继电保护前言作为智能化电网建设的一大构成要素，智能变电站是变电站朝着自动化方向发展前进的标志性成果，其对于建设愈加安全、稳定、高效的电网系统有着深远的影响，而系统继电保护则是智能变电站的关键构成要素。1当前继电保护装置的运用情况历经这么多年的发展，在技术与原理这两方面我国微机保护已经处于比较成熟的状态

2、，国产微机线路保护技术在保护技术中已经处在国际领先地位，全方位地超出了进口保护。2造成继电保护错误的导火索在前几年中，继电保护正确动作率呈现出极速提升的态势，然而最近两年几近停滞，这主要归咎于装置自身的原因以及下面几大方面：6（1）继电保护保护定值项数量繁多，控制字与跳闸矩阵在设置的时候有误；变电站直流系统接地造成继电保护误跳闸。（2）关于二次回路。因继电保护牵扯到很多二次回路，加上接线流程繁杂，故二次回路保护往往是保护中的薄弱部分。但是，在检验设备过程中，又时常会把检查相应的二次回路的步骤忽略，仅仅注重检查保

3、护装置本体，这无疑会造成继电保护装置在运行过程中会发生二次回路接线错误的情况：如开口三角的N接成L、PT切换时失去零序电压，回路接触不良：接线端子松动造成电流回路异常、控制回路异常，以及由于二次回路执行反措不力等等诸多因素，造成保护装置的误动。（3）在电网愈渐强大的今天，短路电流也愈渐庞大，若CT伏安特性与要求不相符，那么这势必会造成区外故障误动及故障切除延迟的情况发生。（4）因存在大量季节性负荷，备低频、自投、低压减载压板等切换、核查工作量大，出错率高；不超过110KV的系统选取无母差保护、远后备、备自投等等

4、，导致上以及保护起后备的效果难度大，最终导致供电中断，事故扩大化等。采用基于IEC661850标准的智能变电站技术，由于二次电缆少，在不增加硬件设备、不重复采集交流信息的前提下，将相应功能分散到各间隔保护单元中，实现网络化母线保护等功能，可以基本消除以上限制继电保护运行水平继续提高的瓶颈，同时保护定值、控制字简化，保护压板、按钮和把手大大减少，也可以显著减少继电保护人员的“三误”事故。对于装置缺陷，由于直接采用数字量，能真实反应系统一次电气量信息，装置可采用更先进的原理算法，其集成度可以更高，抗干扰能力大大增强

5、，再加上在线监测自动化，装置运行将更加稳定。3继电保护应用实例分析3.1对线路距离保护的影响电流互感器和电压互感器的误差均将引起阻抗继电器端子上电压和电流的相位误差以及数值误差，从而影响阻抗测量的精确度，导致距离保护误动。通常情况下，将缩短距离保护的保护区；故障情况下，电磁互感器易饱和，导致保护误动。另外，由于电磁式CT不能有效地传变非周期分量，导致测量阻抗和故障测距产生较大的误差，现有的解决方法是通过增大数据窗来减小误差，而这必然影响距离保护的快速性。智能化变电站采用电子式电流互感器将大大提高距离保护起动元件

6、、选相元件、阻抗元件等的动作精度，同时为故障录波和故障测距都提供了良好的测量基础。3.2对母线差动保护的影响6当采用传统的电流互感器时，如母线区外短路，连接母线故障支路的CT发生饱和很容易造成母线保护误动。由于电磁型CT对各种频率分量的传变特性并不一致，特别是不能有效传变非周期分量，而当铁心磁饱和时，也不能有效地传变周期分量，因此尽管一次系统能够利用基尔霍夫第一定律（外部故障电流和为零，内部不为零）来区分内部、外部故障，但不能保证二次系统能够有效地判定。电子式电流互感器的高保真传变特性为瞬时值和快速母线差动保护

7、提供了基础，可有效提高保护的可靠性及快速性，同时也使差动保护的判据大为简化。考虑到电子式电流互感器传变性能比传统电流互感器好，能更真实地反应一次系统的电流变化，因此电子式互感器也能够与传统的母差保护配合使用。3.3对线路纵联保护的影响对于变电站所采用的纵联保护，其需要两侧保护信息的交换才能够正确反应故障，因此要求两侧的保护性能一致。由于变电站一侧采用电子式互感器后，对侧变电站仍采用常规互感器，因此有必要对线路两端采用不同互感器类型的情况下对纵联保护的影响进行分析。当两侧保护设备为同一型号时，保护的核心软件和算法

8、是一样的，此时电子式互感器和常规互感器的不同主要体现在保护采样回路的不同，两种类型互感器将造成两侧延时不同，导致保护的数据毫秒级的不同步，这对两种纵联保护有不同的影响。（1）对纵联方向（距离）保护的影响6纵联方向（距离）保护仅需要得到对侧判断为正方向的信号，两侧数据不同步只会造成延时短的一侧等待对侧信号几个毫秒。考虑到通道本身以及其他环节也会造成延时，因此这个小延时对纵联方向（距离）保