智能變電站繼電保護之設備配置基本原則

1. 220kV及以上電壓等級的繼電保護及與之相關的設備、網絡等應按照雙重化原則進行配置,雙重化配置的繼電保護應遵循以下要求。

a.兩套保護的電壓(電流)採樣值應分別取自相互獨立的MU。

b.雙重化配置的MU應與電子式互感器兩套獨立的二次採樣系統一一對應。

c.雙重化配置保護使用的GOOSE(SV)網絡應遵循相互獨立的原則,當一個網絡異常或退出時不應影響另一個網絡的運行。

d.兩套保護的跳閘迴路應與兩個智能終端分別一一對應;兩個智能終端應與斷路器的兩個跳閘線圈分別一一對應。

e.雙重化的兩套保護及其相關設備(電子式互感器、MU、智能終端、網絡設備、跳閘線圈等)的直流電源應一一對應。

2.保護裝置、智能終端等智能電子設備間的相互啟動、相互閉鎖、位置狀態等交換信息可通過GOOSE網絡傳輸,雙重化配置的保護之間不直接交換信息。

a.不同保護之間的信息交互原則:通過GOOSE網絡傳輸。例如:3/2接線的線路保護啟動失靈、啟動重合閘、閉鎖重合閘等。

b.雙重化配置的兩套保護之間信息交互原則:通過智能終端以空接點方式實現。例如:三重方式下,雙母線接線的兩套線路保護需要相互閉鎖重合閘時,可通過兩套智能終端以空接點方式相互閉鎖。

c.智能終端和保護之間的信息交互原則:智能終端與本間隔保護之間採用GOOSE點對點傳輸,其餘採用GOOSE網絡傳輸。例如:斷路器位置信息經智能終端以點對點方式傳遞給線路保護,各間隔刀閘位置以GOOSE網絡方式傳遞給母線保護。

3.110kV變壓器電量保護宜按雙套配置,雙套配置時應採用主、後備保護一體化配置;若主、後備保護分開配置,後備保護宜與測控裝置一體化。變壓器各側MU按雙套配置,中性點電流、間隙電流併入相應側MU。

a.110kV變壓器保護宜雙套配置,此時各側MU和智能終端也雙套配置、測控一般獨立配置。

b.110kV變壓器保護若採用主、後備保護分開配置,後備保護宜與測控裝置一體化,此時各側MU和智能終端也雙套配置。差動保護與第一套智能終端和MU對應,後備保護與第二套智能終端和MU對應。一般採用各側後備獨立配置方案。

4.變壓器保護直接採樣,直接跳各側斷路器;變壓器保護跳母聯、分段斷路器及閉鎖備自投、啟動失靈等可採用GOOSE網絡傳輸。變壓器保護可通過GOOSE網絡接收失靈保護跳閘命令,並實現失靈跳變壓器各側斷路器。

a.變壓器保護閉鎖備自投是難點:由於變壓器保護雙重化配置,而備自投單套配置,存在備自投跨雙網的問題。

b.變壓器保護啟動失靈和解除電壓閉鎖通過GOOSE網絡傳輸:由於GOOSE採用組播機制,按照啟動失靈和解除電壓閉鎖採用不同“繼電器接點”的原則,變壓器保護一幀報文中設兩個位,母線保護設置兩個與之對應的兩個虛端子即可。

c.母線故障主變斷路器失靈實現方案:3/2接線,斷路器保護雙重化配置,與變壓器保護採用GOOSE網絡一對一方案;雙母線接線,雙重化配置的母線保護和變壓器保護採用GOOSE網絡一對一方案。


5.變壓器非電量保護採用就地直接電纜跳閘,信息通過本體智能終端上送過程層GOOSE網。

a.非電量保護和本體智能終端宜分別配置:非電量保護作為變壓器的主保護,不應依賴於帶CPU的任何設備,以保證其跳閘可靠性;採用就地佈置原則,靠近被保護設備安裝,故應採用電纜直接跳閘。非電量信息採用硬接點方式,經本體智能終端上送過程層GOOSE網,再經測控上送至站控層網絡。

b.非電量保護就地電纜直接跳閘實現方案有兩種:一種是經主變各側智能終端跳閘,一種是直接接入斷路器的操作機構;前者可靠性低於後者,但後者要求非電量保護出口迴路具備自保持功能。

c.可採用非電量保護和本體智能終端一體化配置方案。

6.變壓器保護可採用分佈式保護。分佈式保護由主單元和若干個子單元組成,子單元不應跨電壓等級。

a.採用就地安裝方式時,宜採用分佈式保護。

b.當變壓器保護的SV和GOOSE光口較多時,可採用分佈式保護。

c.分佈式變壓器保護的子單元不應跨電壓等級,同一電壓等級的不同分支可採用同一子單元,也可採用不同子單元。

7.母線保護直接採樣、直接跳閘,當接入元件數較多時,可採用分佈式母線保護。

a.主單元和子單元的功能分工如下:

①.主單元主要負責邏輯運算,子單元負責SV採集、執行GOOSE跳閘命令和刀閘位置的採集。

②.主單元相當於人的大腦,子單元相當於人的手腳。

b.分佈式母線保護的實現方案有如下幾種:

①.主單元負責邏輯運算和3-4個間隔的採樣和跳閘,每3-4個間隔配置一個SV和GOOSE子單元。

②.各間隔SV由主單元集中採集,每3-4個間隔配置一個GOOSE子單元。

③.主單元只負責邏輯運算,子單元按間隔配置,負責SV採樣和GOOSE跳閘.

10.高抗保護配置原則:高壓並聯電抗器非電量保護採用就地直接電纜跳閘,並通過相應斷路器的兩套智能終端發送GOOSE報文,實現遠跳。

智能變電站繼電保護之設備配置基本原則

11.3/2接線斷路器保護配置原則:斷路器保護按斷路器雙重化配置。斷路器保護跳本斷路器採用點對點直接跳閘;本斷路器失靈時,經GOOSE網絡通過相鄰斷路器保護或母線保護跳相鄰斷路器。

a.斷路器保護雙重化問題:

雙重化的原因:為了防止一套保護跨雙網。

雙重化的後果:取消跟跳邏輯。

b.斷路器保護跳閘問題:

邊斷路器保護跳中斷路器:通過GOOSE網經中斷路器智能終端跳閘。

斷路器保護遠跳:通過GOOSE網經線路保護跳閘。

c.\u0003短引線保護可獨立設置,也可包含在邊斷路器保護內;

3/2接線線路或主變裝設隔離刀閘的變電站較少,短引線保護較少,無論是否採用電子式互感器,斷路器保護和短引線保護共用二次電流源,因此短引線保護功能可整合到斷路器保護中。

獨立設置:增加了智能終端的光口負擔;刀閘經邊斷路器智能終端接入。

含在邊斷路器保護內:邊中斷路器保護裝置版本可能不同。

12.母聯保護配置原則:220kV及以上母聯(分段)斷路器按雙重化配置母聯(分段)保護、合併單元、智能終端;母聯(分段)保護跳母聯(分段)斷路器採用點對點直接跳閘方式;母聯(分段)保護啟動母線失靈可採用GOOSE網絡傳輸。

a.母聯(分段)保護雙重化的原因:

為了防止一套保護跨雙網。

b.母聯(分段)保護經過GOOSE啟動失靈的實現方案:

雙母雙分段的分段保護,同時啟動左右兩側各一套失靈保護,可通過同一幀報文中的不同位實現。

13.低壓保護配置原則:當採用開關櫃方式時,保護裝置安裝於開關櫃內,不宜使用電子式互感器; 當使用電子式互感器時,每個間隔的保護、測控、智能終端、合併單元功能宜按間隔合併實現;跨間隔開關量信息交換可採用過程層GOOSE網絡傳輸。

a.當採用戶內開關櫃方式時:

保護保護裝置安裝在開關櫃內,採用保護測控合一裝置,不宜採用電子式互感器。

b.當採用戶外敞開式佈置時:

使用電子式互感器,採用保護測控合一裝置,保護、測控、智能終端、合併單元功能整合到同一裝置內。

14.故障錄波及網絡分析儀配置原則:對於220kV及以上變電站,宜按電壓等級和網絡配置故障錄波裝置和網絡報文記錄分析裝置,當SV或GOOSE接入量較多時,單個網絡可配置多臺裝置。每臺故障錄波裝置或網絡報文記錄分析裝置不應跨接雙重化的兩個網絡 。主變宜單獨配置主變故障錄波裝置,故障錄波裝置和網絡報文記錄分析裝置應能記錄所有MU、過程層GOOSE網絡的信息。錄波器、網絡報文記錄分析裝置對應SV網絡、GOOSE網絡、MMS網絡的接口,應採用相互獨立的數據接口控制器。

a.按電壓等級和網絡配置故障錄波和網絡報分記錄分析裝置的原因:

防止同一設備跨不同電壓等級網絡。

防止同一設備跨接雙網。

b.由於數字式故障錄波和網絡報文記錄分析裝置的接入量有限,當接入量較多時,單個網絡可配置多臺裝置。

d.主變故障錄波器的配置原則:為了便於事故分析,主變宜單獨配置故障錄波器。存在錄波裝置跨接不同電壓等級問題,應採用獨立的數據接口控制器。

e.故障錄波裝置和網絡報文記錄分析裝置的要求:明確了故障錄波裝置和網絡報文記錄分析裝置記錄的對象。為了防止不同網絡之間相互影響,接入不同網絡的接口應採用獨立的數據接口控制器。

15.安全自動裝置配置原則:220kV及以上的安全穩定控制裝置按雙重化配置;備自投、過載聯切等功能可在間隔層或站控層實現;要求快速跳閘的安全穩定控制裝置應採用點對點直接跳閘方式。

a.明確了220kV以上的安控裝置雙重化配置可以避免單裝置跨雙網。

b.明確了備自投、過載聯切的實現方案:在過程層實現為裝置型、在站控層實現為一般為網絡型。

c.明確了故障解列等快速動作的安控裝置應採用點對點跳閘方式

16.過程層網絡配置原則:過程層SV網絡、過程層GOOSE網絡、站控層網絡應完全獨立配置;過程層SV網絡、過程層GOOSE網絡宜按電壓等級分別組網。變壓器保護接入不同電壓等級的過程層GOOSE網時,應採用相互獨立的數據接口控制器。繼電保護裝置採用雙重化配置時,對應的過程層網絡亦應雙重化配置,第一套保護接入A網,第二套保護接入B網;110kV過程層網絡宜按雙網配置;任兩臺智能電子設備之間的數據傳輸路由不應超過4個交換機。根據間隔數量合理配置過程層交換機,3/2接線型式,交換機宜按串設置。每臺交換機的光纖接入數量不宜超過16對,並配備適量的備用端口。


17.智能終端配置原則:220kV及以上電壓等級智能終端按斷路器雙重化配置,每套智能終端包含完整的斷路器信息交互功能;智能終端不設置防跳功能,防跳功能由斷路器本體實現,220kV及以上電壓等級變壓器各側的智能終端均按雙重化配置;110kV變壓器各側智能終端宜按雙套配置;

a.明確了智能終端的配置原則,強調了每套智能終端的開入、開出都應完全相同。間接要求了斷路器的壓力接點應具備兩套。

b.明確了防跳功能由斷路器本體實現。

c.明確了110KV以上的變壓器智能終端均雙套配置。


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