配网短线路传统保护配合难点和站域线路保护新架构.docVIP

配网短线路传统保护配合难点与站域线路保护新架构 ? (2012-05-21 10:53:34) 转载▼ 广域继电保护 ? 站域线路保护 ? 智能配网 分类：?电气论文 熊德勇 （长江三峡水电工程有限公司三峡供电局，湖北省宜昌市三峡坝区 443133） ? 摘要：?本文以三峡坝区供电系统配网中双侧电源通道为例分析了二级串联、多回并联运行短电缆线路上所配置的传统继电保护的配合难点、失配原因以及光纤电流差动保护的优缺点，继而提出了一种基于数字化变电站或智能配网下变电站间的站域线路保护新架构及实现原理，旨在加快推动广域继电保护的实际应用，弥补配网线路中传统继电保护的不足，从而提高保护装置动作跳闸的选择性，缩小线路事故停电的范围。 ? 关键词：短线路；二级串联；光纤电流差动保护；数字化变电站；智能配网；站域线路保护 0 引言 ????我国现行输配电网中线路保护的配备状况是：在主干输电网，线路保护严格按测量回路、直流电源彼此独立的“双主双后”原则配置，每套主保护分别动作于断路器的一组跳闸线圈，整组动作时间小于30ms（不包括通道时间），且采用近后备方式；配网中（指110kV以下的系统）线路大都以电流保护、距离保护为主，采用远后备的方式。通过多年运行经验表明：主干网线路保护功能完备，能很好满足继电保护“四性”；但配网中，由于电缆线路的大量普及致使重合闸功能受到限制，加之变电站间二级串联短线路、并联线路的增加，电流保护、距离保护已很难满足继电保护的选择性、速动性要求，致使故障时停电范围过大。文献[2]也说明：在6km以下的短线路上，无论是电流保护，还是距离保护，都不能满足选择性及速动性的要求；因此，在新的国家标准《继电保护和安全自动装置技术规程》[1]中规定：在这种情况下，应当采用光纤电流差动保护作为主保护，带方向或不带方向的电流保护作后备保护。目前，虽然光纤电流差动保护解决了配网短线路故障时的选择性、速动性等问题，但在运行管理上，还存在因保护装置本身故障或通道异常引起保护闭锁而不得不退出所保护的运行线路的束缚，因此，必须探索新的途径去弥补这一不足。 ????早在1997?年,瑞典学者Bertil?Ingel?ssON?提出了广域保护的概念[3]?,用来预防长期电压崩溃等控制功能。国际大电网会议将广域保护的功能及控制手段和目标进行了定义[4]。?1998?年日本学者Yoshizumi?Serizawa?将广域思想与继电保护结合起来，提出基于GPS?通过光纤通道传送多点电流信息，构成广域差动保护的观点[5]。 ????在国内，目前已经开始了这方面的探讨，有倾向于通过监控系统对本保护对象相关的运行状况进行分析和决策，实时调整相应继电保护的功能和整定值，使保护装置适应灵活变化的运行工况，同时由保护功能决定参与故障判断的电气量信息和动作策略，这种保护配置仍采用分散式配置，参见文献[6]；有面向整个厂（站）系统的保护研究，系统保护配置方案采用双重化配置原则，每一套系统保护装置可以完成全站所有设备的继电保护功能，同时可以完成测控功能，保护在原理上两套完全一样，可互为备用，可独立投退，属集中式配置；也有面向区域的有限广域继电保护研究，属集中式保护配置，参见文献[7]。但由于目前IEC61850通信规约在有关保护约定信息上尚不健全，在实际应用中还较难统一和接口，加之系统规模太大，大量的数据采集点、海量数据、传输距离和速度等因素会增加广域继电保护实现的难度,也将增加保护配置、运行和维护的难度，保护可靠性难以得到保证，因此过度集中的广域保护装置在实施上还面临更多实际问题。 ????本文以三峡坝区供电系统配网中电源电站至陈站间35kV短电缆线路传统继电保护配置为例，从其整定配合难点、改造前后状况展开分析，说明现行传统保护的不足，并结合国内基于数字化变电站或智能电网下广域继电保护的研究，提出了一种按变电站设备对象及电压等级划分、有限的广域保护新架构，即站域线路保护。 1 配网短线路传统保护配合难点与失配分析举例 ????三峡坝区供电网结构为：220kV陈站为中心站，其220kV系统连自葛二江电厂开关站及地区电网，其35kV系统与数个下级35kV变电站（下称下级站）、电源电站等辐射状相连，组成坝区配电网；各下级站分散布置在坝区左右岸，其相邻站间可相互联络。配网按闭环设计、开环运行，其中35kV配电线路大都是电缆，仅2条全架空线路，而电源电站与陈站的电缆线路是双侧电源线路—电厂厂用电及枢纽自用电的重要配送通道，其结构简图如图1所示。陈站220kV、35kV系统分别在2009、2010年完成工程改造，站内目前达到常规综合自动化水平；电源电站为2009年改造前新近接入的厂用电源，站内设备自动化程度较高；坛站35kV、10kV系统均配有微机保护装置，但未达到常规综合自动化水