探讨智能化变电站对电力系统继电保护配置的影响

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1、探讨智能化变电站对电力系统继电保护配置的影响侯艳田鹏高倩周琦（国网河南省电力公司郑州供电公司河南郑州450000）摘要：随着智能化变电站的发展，智能一次设备和符合IEC61850标准的智能二次设备的进一步应用，继电保护也将迎来新一次的飞速发展。木文介绍了我国继电保护装置的应用现状，结合異体的方案实例，对智能变电站对电力系统继电保护配置方案的影响进行了研究。关键词：电网建设；智能变电站；继电保护；设备配置智能变电站是智能化电网建设的重要组成部分，是变电站自动化发展的一个重要里程碑，对建设更加稳定、安全、高效的电网系统只有重要意义。系统继电

2、保护作为智能变电站的重要组成部分。目前网络保护是由现场的间隔层、中间的网络通信层及后台操作层三个主要部分组成。1、继电保护装置应用现状经过多年的发展，我国微机保护在原理和技术上已相当成熟，国产微机线路保护技术全面超越进口保护，处于国际领先水平。2003-2009年继电保护装置应用现状如图下所示。继电保护装置供需状况及预测分析如下图所示。2、引起继电保护不正确的原因继电保护正确动作率前几年逐年提高显著，但近两年几乎停滞不前，除装置木身的原因外，引发继电保护不正确动作的主要原因有：（1）随着电网越来越强大，短路电流随之变大，CT伏安特性不满

3、足要求，引起故障延迟切除和区外故障误动。（2）变电站直流系统接地引发继电保护误跳闸；继电保护保护定值项多，控制字和跳闸矩阵设置错误；（3）由于有许多季节性负荷，备自投、低频低压减载压板等核查、切换工作量大，易出错；110KV及以下系统采用远后备，无母差保护、备自投等，上一级保护难起后备作用，造成事故扩大，供电中断等；（4）二次冋路问题。由于继电保护所涉及的二次冋路数量较多，接线复杂，因此，常常是保护的薄弱环节。设备检验时，奋的往往只重视对保护装置本体的检查，而忽视了对相应的二次冋路的检查。所以，运行中就出现了二次回路接线错误：如开口三角

4、的N接成L、PT切换时失去零序电压，冋路接触不良：接线端子松动造成电流冋路异常、控制冋路异常，以及由于二次冋路执行反措不力等等诸多因素，造成保护装置的误动。采用基于IEC61850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，同吋保护定值、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

5、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，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，现奋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

6、电流互感器将大大提高距离保护起动元件、选相元件、阻抗元件等的动作精度，同吋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当采用传统的电流互感器吋，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，而当铁心磁饱和吋，也不能冇效地传变周期分量，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奋效地判定。电子式电流互感器的高保真传变特性为瞬吋值和快速母线

7、差动保护提供了基础,可有效提高保护的可靠性及快速性，同吋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，苏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，因此冇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吋，保护的核心软件和算法是一样的，此吋电

8、子式互感器和常规互感器的不冋主要体现在保护采样冋路的不同，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。3.3.1对纵联方向（距离）保护的影响纵联方向（距离）