基于互聯(lián)信息的站域保護方案研究.pdf

1、由于受微機硬件可靠性、運行速度、內(nèi)存資源的約束及系統(tǒng)的可維護性難的限制，目前變電站中的繼電保護大多是分散式元件保護，但這種類型的保護利用的信息有限，為了滿足電力系統(tǒng)繼電保護四性要求，往往要求多臺保護裝置相互配合，從而存在著定值整定困難、當(dāng)主保護拒動時后備保護的延時過長、要求的CT和PT多而耗費太多的電纜、信息少使得保護性能受影響或判據(jù)太復(fù)雜、裝置太多、系統(tǒng)太復(fù)雜從而增加維護難度、價格高等一系列問題。
　　 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)，對變電站內(nèi)繼電保護信息的來源、加工、消費、類型、提取和傳輸?shù)冗M行了分析，進而提出基于互聯(lián)信息的站域保護方案，并詳細(xì)研究了幾個具體的基于互聯(lián)信息的保護方案。論文工作包括以下幾方面：
　　 變電站內(nèi)繼電保護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，繼電保護信息的最終直接消費者是斷路器，而繼電保護裝置是集繼電保護信息來源、加工與消費于

3、一體的。變電站內(nèi)繼電保護信息的來源、加工、消費分別可以確定一個保護區(qū)域。三個區(qū)域重合是理想狀態(tài)，不重合時就會存在保護死區(qū)，須通過CT交叉配置來保證快速切除故障。最后對相鄰區(qū)域之間的配合作了分析，指出目前消除信息源有縫、消費區(qū)有縫、信息加工有縫的具體措施。
　　 從對故障的快速切除和準(zhǔn)確定位出發(fā)，指出變電站內(nèi)繼電保護信息的特征有時間性、空間性和故障類型。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。保護裝置的啟動元件被用于提取時間信息、測量元件被用于提取位置信息、選相元件用于提取故障類型信息。在分析了三種繼電保護信息的重要性后，指出了現(xiàn)有保護提取繼電保護信息時存在的問題。
　　 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數(shù)據(jù)時需要的一些附加通信量。在組建適用于站域保護數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)原則——空間性、時間性、保護“四性”、經(jīng)濟性指

5、導(dǎo)下，提出適用于變電站內(nèi)繼電保護數(shù)據(jù)傳輸?shù)木唧w通道要求：同步性、時延性、可靠性、依存度，并進行了詳細(xì)的分析，最終提出適用于變電站內(nèi)繼電保護數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)方案。
　　 從分析基于互聯(lián)信息的站域保護方案原則入手，提出了互聯(lián)信息的站域保護方案要達(dá)到的目標(biāo)。然后以國網(wǎng)典型的220kV電壓等級變電站為例，從主、后備保護兩方面對站域保護進行了全面的配置。主保護配置時，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、推電流差動保護；當(dāng)通信條件下降時，提出了基于突變量阻抗原理的差動?；谕蛔兞孔杩乖淼牟顒庸ぷ靼踩?、可靠，動作速度快，需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量小，時間同步性要求低。后備保護方面力推聯(lián)合高、中壓側(cè)后備保護啟動信息的簡單后備保護，該方案在某些條件下減少了后備保護的配合延時，如果通過網(wǎng)絡(luò)傳輸繼電保護數(shù)據(jù)，則數(shù)據(jù)量小，還可通過硬接點方式實現(xiàn)。另外，還提出了一種出線閉鎖的基于電勢差原理的中低壓側(cè)保護。
　　 在提出變電站內(nèi)繼電保護數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的過

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和保護相關(guān)功能外，還有自動控制和計量等功能，所以對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，傳輸?shù)牟蓸又禂?shù)據(jù)會丟失、出錯而使得保護性能大大降低時，如何傳輸相量或相位數(shù)據(jù)、甚至于方向數(shù)據(jù)米提高此時的保護性能卻是IEC61850標(biāo)準(zhǔn)中未涉及到的。
　　 針對目前IEC61850沒有與母聯(lián)死區(qū)保護相對

8、應(yīng)的邏輯節(jié)點，本文采用南瑞繼保RCS-915AB型微機母線保護裝置中的實現(xiàn)方法，在現(xiàn)有的斷路器失靈邏輯節(jié)點的基礎(chǔ)上建立母聯(lián)死區(qū)保護邏輯節(jié)點。
　　 對雙母接線系統(tǒng)中線路保護、母線保護、線路斷路器失靈保護一體化配置方案的可行性進行了分析，進而提出了該方案的一種實現(xiàn)方法。與傳統(tǒng)分散配置相比的優(yōu)勢在于減少了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、非全相保護等原來針對線路斷路器裝設(shè)的保護均具備了實現(xiàn)雙重化的條件。<