《智能变电站继电保护应用基本技术原则及具体实施方案20240108.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能变电站继电保护应用基本技术原则及具体实施方案20240108.docx（25页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、智能变电站继电爱护应用基本技术原则及详细实施方案2009年12月31日一、 总则2二、 智能变电站继电爱护配置原则31. 22OkV及以上线路爱护32. 3/2接线断路器爱护和短引线爱护33. 变压器爱护34. 母线爱护45. 高压并联电抗器爱护46. 22OkV母联（分段）爱护47. 66kV35kV及以下间隔爱护48. 故障录波装置59. 平安自动装置510. 其它5三、 相关设备配置原则5四、 智能变电站继电爱护装置接口要求5五、 智能变电站继电爱护相关接口设备技术要求61. 电子互感器技术要求62. 合并单元技术要求63. 智能终端74. 过程层网络交换机8六、 继电爱护信息交互原则8
2、七、 3/2接线型式继电爱护实施方案81. 线路爱护配置方案82. 断路器爱护和短引线爱护配置方案93. 变压器爱护配置方案IO4. 母线爱护配置方案135. 高压并联电抗器爱护配置方案146. GOOSE网组网方案156.1. 组网方案要求156. 2.组网系统图157. 合并单元技术方案168. 智能终端技术方案18八、 双母线接线型式继电爱护实施方案201. 线路爱护202. 母差爱护213. 变压器爱护224. 母联（分段）爱护23九、 术语和定义24一、总则1 .本标准内容是在现行标准、规范基础上对智能变电站设计所作的补充规定，与现行标准、规范不一样之处以本标准为准。2 .智能变电站
3、的二次平安防护应严格遵照电力二次系统平安防护总体方案和变电站二次系统平安防护方案的要求，进行平安分区，通信边界平安防护，确保限制功能平安。3 .智能变电站继电爱护应满意智能调度、运行维护、监视限制及无人值班等信息交互的要求。不设置独立的爱护信息子站，其功能由统一信息平台实现。站控层通信规约应符合IEC61850标准。4 .本规范适用于220kV及以上电压等级的新建、扩建、改建的智能变电站，11OkV及以下的智能变电站参照执行。5 .继电爱护技术应用的探讨与探究，应以进一步提高爱护的性能和平安牢靠性为目的。继电爱护在功能实现上，是统一的整体，须要一次设备、二次回路、通道、爱护装置之间的协作协调，
4、才能发挥其整体性能。6 .继电爱护必需满意“牢靠性、选择性、速动性、灵敏性”的要求，22OkV及以上电压等级继电爱护系统应遵循“双重化设计”原则，每套爱护系统装置功能独立完备、平安牢靠。爱护双重化配置时，任一套爱护装置不应跨接双重化配置的两个网络。IIokV电压等级的爱护宜双套配置。7 .依据国家标准GB/T14285-2025继电爱护和平安自动装置技术规程要求“除出口继电器外，装置内的任一元件损坏时，装置不应误动作跳闸”。智能化变电站中的电子式互感器的二次转换器(A/D采样回路)、合并单元(MU),光纤连接、智能终端、过程层网络交换机等设备内任一个元件损坏,除出口继电器外，不应引起爱护误动作
5、跳闸；8 .电子式互感器、MU、爱护装置、智能终端、过程层网络交换机等设备之间应采纳光纤连接，正常运行时，应有实时监测光纤连接状态的措施。9 .爱护装置宜独立分散、就地安装。当采纳就地安装时，其运行环境应满意相关标准要求。10 .当采纳电子式互感器时，应针对电子式互感器特点优化相关爱护算法、提高爱护性能;11 .爱护装置应不依靠于外部对时系统实现其爱护功能；12 .爱护应干脆采样，对于单间隔的爱护应干脆跳闸，涉及多间隔的爱护（母线爱护）宜干脆跳闸。对于涉及多间隔的爱护（母线爱护），如确有必要采纳其他跳闸方式，相关设备应满意爱护对牢靠性和快速性的要求。13 .电子式互感器应至少供应两个独立的爱护
6、绕组，每个绕组由两路独立的采样系统进行采集（双A/D系统），每个MU出两路数字采样值，由同一路通道进入一套爱护装置。14 .HOkV及以下电压等级宜采纳爱护测控一体化设备，当采纳开关柜方式时，爱护装置安装于开关柜内。对于户内GIS的厂站，爱护设备宜就地靠近一次设备安装，采纳电缆干脆跳闸方式。15 .线路过电压及就地判别功能应集成在线路爱护装置中。16 .继电爱护装置的网络接口，应采纳独立的数据接口限制器。17 .双母线、单母分段等接线型式（单断路器）的线路、变压器间隔单独配置三相ECVTo18 .爱护装置应具有MMS接口，爱护相关信息经MMS接口干脆上送监控后台。19 .双重化的两套爱护及其相
7、关设备（电子式互感器、MU.智能终端、网络设备、跳闸线圈等）的直流电源应一一对应。二、智能变电站继电爱护配置原则1 .22OkV及以上线路爱护1）每回线路配置2套包含有完整的主、后备爱护功能的线路爱护装置,线路过电压及就地判别功能应集成在线路爱护装置中。2）纵联爱护应支持一端为电子式互感器、另一端为常规互感器或两端均为电子式互感器的配置形式。2 .3/2接线断路器爱护和短引线爱护1）断路器爱护按断路器双重化配置。2）短引线爱护可独立设置，也可包含在边断路器爱护内。3 .变压器爱护1）变压器爱护按双重化配置，每套爱护包含完整主、后备爱护功能；各侧MU、智能终端均按双重化配置。2）变压器爱护干脆采
8、样。各侧断路器采纳干脆跳闸；跳母联、分段断路器及闭锁备投、启动失灵等可采纳GOOSE网络传输。主变爱护可通过GOOSE网络接收失灵爱护跳闸吩咐，并实现失灵跳主变各侧断路器。3）对于采纳分布式变压器爱护方式。分布式变压器爱护由主单元和若干个子单元组成，按电压等级布置子单元。（增加主/子单元定义）4）非电量爱护就地干脆电缆跳闸，信息上送过程层网。4 .母线爱护1） 22OkV及以上母线配置两套母线爱护。2）母线爱护采纳干脆采样、干脆跳闸方式，当接入元件数较多时，可采纳分布式母线爱护形式。分布式母线爱护：由主单元和若干个子单元组成，主单元实现爱护功能，子单元执行采样、跳闸功能。5 .高压并联电抗器爱
9、护1）高压并联电抗器爱护按双重化配置。2）并联电抗器的采样采纳独立的电子电流互感器，首端、末端电流互感器共用一个MU。6 .22OkV母联（分段）爱护1）母联（分段）爱护、智能终端、合并单元均按双重化配置。2）过流爱护跳母联（分段）断路器采纳点对点干脆跳闸方式，其它爱护跳母联（分段）断路器可采纳GOOSE网络传输。3）母联（分段）过流爱护启动母差失灵可采纳GoOSE网络传输。7 .66kV35kV及以下间隔爱护1）采纳爱护测控一体化设备，按间隔、单套配置。2）当采纳开关柜方式时，爱护装置安装于开关柜内，不宜运用电子式互感器。3）当运用电子式互感器时，每个间隔的爱护、测控、智能终端、合并单元功能
10、宜按间隔合并实现。4）跨间隔信息交换采纳GOOSE网络传输。8 .故障录波装置1）故障录波采样值传输可采纳点对点或网络方式，开关量采纳GOOSE网络传输。2）如采纳SV采样网，采纳以太网接口，规约采纳IEC61850-9-2；3）220kV及以上故障录波器按实际需求、分网络配置，应能记录全部MU、GoOSE网络的信息。9 .平安自动装置1） 22OkV及以上的平安稳定限制装置按双重化配置。2）备自投、过载联切功能可在过程层或站控层实现。3）要求快速跳闸的安控装置应采纳点对点干脆跳闸方式。10 .其它1）母线电压合并单元可接收至少2组电压互感器，并能够支持向其它合并器供应母线电压数据，并依据须要
11、供应PT并列功能。各间隔合并单元所需母线电压量通过PT合并单元转发。2）双母线电压切换功能在爱护装置内实现。三、相关设备配置原则1 .电流MU、线路（变压器）PT的MU应满意爱护双重化配置的要求；2 .22OkV及以上电压等级智能终端按断路器双重化配置；3 .过程层网和站控层网应完全独立；4 .SV采样值网络与GoOSE网络应完全独立；5 .合并单元、智能终端、爱护装置可通过IRIG-B（DC）码对时，也可采纳IEEEl588（IEC-61588）标准进行网络对时，对时精度应满意要求。6 .在过程层GOOSE网的组网方式采纳双重化独立组网，第一套爱护接入A网，其次套爱护接入B网。四、智能变电站
12、继电爱护装置接口要求1 .爱护装置采样值采纳点对点接入方式。2 .爱护装置应配备以下接口：MU输入接口、智能终端接口（跳闸及断路器接点、闭锁信息）、GoOSE网络接口、MMS网络接口。（1）智能终端接口采纳点对点方式，其开出量如下：线路爱护、变压器电量爱护、母线爱护、电抗器电量爱护、重合闸、断路器爱护、短引线爱护、平安自动装置、其他爱护（如串补爱护）等跳、合闸吩咐。（2） GOOSE网络接口其开入、开出量如下：测控合分闸吩咐、断路器位置接点、刀闸协助接点、爱护跳闸、启动失灵、启动/闭锁重合闸、启动闭锁备投、告警信号等。3 .采纳干脆电缆跳闸的开出量：变压器、电抗器等须要跳闸的非电量爱护跳闸采纳
13、电缆干脆跳闸。五、智能变电站继电爱护相关接口设备技术要求1 .电子互感器技术要求1）电子互感器（含MU）应照实反映一次电流或电压，复合误差不大于5乐额定延时时间不大于2ms、唤醒时间为0。2） 一套ECT内应具备两个爱护用电流传感元件，每个传感元件由两路独立的采样系统进行采集（双A/D系统），进入一个MU,每个MU出两路数字采样值由同一路通道进入一套爱护装置。3） 一套EVT内应由两路独立的采样系统进行采集，每路采样系统应采纳双A/D系统，进入相应MU,每个MU出两路数字采样值由同一路通道进入一套爱护装置。4） 一套ECVT内应同时满意上述（2）、（3）条要求。采样信号进入相应的MU,每个MU
14、出两路数字采样值由同一路通道进入一套爱护装置。5）用于双重化爱护的电子互感器，其两个采样系统应由不同的电源供电并与相应爱护装置的直流电源一一对应。6）对于3/2接线方式，其线路EVT应置于线路侧。7）电子式互感器采样数据的品质标记应实时反映自检状态，不应附加任何延时或展宽。2 .合并单元技术要求1）每个MU应能满意最多12个输入通道和至少8个输出端口的要求。2） MU应能同时支持IEC60044-8（GB-20840）、IEC61850-9-2等规约，在工程应用时应能敏捷配置。3） MU输出爱护采样值应不依靠于外部对时系统解决采样数据同步问题，要求采样值发送间隔离散值小于IOuso4） MU输
15、出接口类型：点对点接口（爱护、安自等），组网接口（测控、计量、故录、PMU等）。5） MU输出应能支持多种采样频率，用于爱护、测控的输出接口采样频率宜为4000Hz。6）变压器按侧配置MU,零序CT并入相应侧MU。（放入配置部分）3 .智能终端1）智能终端应具备以下接口：三跳接点输入接口，爱护的点对点接口（可敏捷配置，最大考虑10个），GoOSE网络接口。2）具备对时功能。3）具备事务报文记录功能。4）跳、合闸吩咐须要两帧确认。5）智能终端的动作时间应不大于7ms。6）智能终端接收到跳闸吩咐后，应通过GOOSE网发出收到跳令的报文。7）智能终端具备跳/合闸吩咐输出的监测功能。8）智能终端还应满
16、意如下要求：智能终端应具备功能：接收爱护跳合闸吩咐、测控的手合/手分吩咐及刀闸、地刀等GoOSE吩咐；输入断路器位置、刀闸及地刀位置、断路器本体信号（含压力低闭锁重合闸）；跳合闸自保持功能；限制回路断线监视功能等。智能终端应至少供应两组分相跳闸接点和一组合闸接点，智能终端配置单工作电源。智能终端不配置液晶显示屏；GOOSE口数量满意点对点跳闸方式和网络跳闸方式的要求。具备指示灯位置显示和告警。智能终端不设置防跳功能，防跳功能由断路器本体实现。4.过程层网络交换机1）爱护接入的交换机应采纳工业级或以上等级产品。2）任两台智能装置之间的数据传输路由不应超过4个交换机。当采纳级联方式时，不应丢失数据
17、。3）交换机的配置原则：依据间隔数量合理安排交换机数量，每台交换机的光纤接入装置数量不宜超过16个。六、继电爱护信息交互原则站控层信息，上送信息、爱护装置接受的限制信息，规约要求（MMS）故障录波器、状态监测信息上送原则。装置自检信息运行信息应满意运行维护、限制、调度的需求。七、3/2接线型式继电爱护实施方案1 .线路爱护配置方案每回线路配置2套包含有完整的主、后备爱护功能的线路爱护装置，各自独立组屏，线路爱护中还应包含过电压爱护和远跳就地判别功能。线路间隔的爱护、MU、智能终端按双重化配置，MU按断路器分电流接入爱护装置，线路电压MU单独接入线路爱护装置（或安排至关联的两个MU）,智能终端设
18、计时宜考虑作用于两个跳闸线圈以及一个合闸线圈。具有分相跳、合闸功能。技术实施方案图如下所示：第一套线路保护GOOSE网SV网电压合并单元AI电流合并单元电流合并单元智能终端智能终端图1线路爱护技术实施方案2 .断路器爱护和短引线爱护配置方案断路器爱护按断路器双重化配置，组一面屏。边开关断路器爱护还包含短引线爱护功能。当边开关断路器爱护考虑三相同期重合闸功能时，母线电压经电压MU分别接入线路PT的MUo技术实施方案图如下所示:边断路器保护智能终端但工ECTl电流合并单元13关ilA开J1.电氏合并单.元TV-EAYGOoSE网SMV网图2断路器爱护技术实施方案示意图3 .变压器爱护配置方案每台主
19、变配置2面主变爱护屏，各包含1套含有完整主、后备爱护功能的主变爱护装置。非电量爱护就地直采直跳，信息上GoOSE网（联闭锁信号和故障录波）。3/2侧电压独立接入爱护装置，电流分断路器接入爱护装置。变压器的双母线或单母线侧电压和电流合并接入MU点对点接入爱护装置。技术实施方案图如下所示：EVTl公共绕组*ffll.公共统跑台并族元A高IKiwnr合并单元ECT5ECT6（套管）中打倒智能整元ACD-EVT2中压侧中田惆母联开关留他的元至测控非电量智能地元GOOSE网SMV网0Ooo8H1.RW粒中r,此中路He-JAMM1lft元uGnw-_I1p母线PT图16220kV线路爱护配置示意图2 .
20、母差爱护爱护按双重化进行配置，每套爱护独立组屏。各间隔合并单元、智能终端均应采纳双套配置。开入量（失灵启动、刀闸位置接点、母联断路器过流爱护启动失灵、主变爱护动作解除电压闭锁等）采纳GOoSE网络传输。技术实施方案图如下所示：22OkV第一套母差保护OO_I0O富。匚22OkV过程层网络交换机1白220分段保护1白220母联保护自主变保护1自间隔n保护测控1自间隔2保护测控1自间隔1保护测控1至220分段智能单元1至切母联智能单元1至主变高压侧智能单元至间隔n智能单元至间隔2智能单元1至间隔1智能单元1自母线PT合并器1自间隔n合并器1自间隔2合并器1自间隔I合并器I图17220kV母线爱护配
21、置示意图（变电站终期规模22OkV间隔数8个及以上）22OkV第一套母差保护000S02自220分段保护I白220母联保护1自主变保护1自间隔n保护测控自间隔2保护测控I自间隔1保护测控1至220分段智能单元1G至220母联智能单元1至主变高压侧智能单元1至间隔n智能单元至间隔2智能单元A至间隔1智能单元1自母线PT合并器I自间隔n合并器I自间隔2合并器1自间隔I合并器I图18220kV母线爱护配置示意图（变电站终期规模间隔数在8个以下）3.变压器爱护爱护按双重化进行配置，包含各侧合并单元、智能终端均应采纳双套配置（IlOkV智能终端按单套配置）。非电量爱护应就地安装，有关非电量爱护时延均在就
22、地实现，直采直跳，现场配置智能终端上传非电量动作报文和调档及接地刀闸限制信息。技术实施方案图如下所示：第一套主变保护I1m0寻一母线TMUISVM低IE.Mll至故障弓波器至2201公共毙组V2MUl换耳公共饶姐1间欧等压GoOSE4至站控了附络GOO$E至220母差I至高分段I至高母联I主变间隔IGOOSElM至110母差至中母联至中备投公共斐组本体智本体裨本体科离四偏中比MJ低压恻一次开关至IH）母差至低母联至低备投Q中乐网PT低压MPT并列第元I并列单元I1.高压倒中丽（K电子式互翅器图1922OkV主变爱护配置示意图4.母联（分段）爱护技术实施方案图如下所示：母联保护180口22OkV
23、过程层交换机智能终端1母线上合并单元1220母联间隔母线二4SV组网。1.PT合并单元1EVTlEVT2母同ET母联开关图2022Okv母联爱护配置示意图九、术语和定义1 .智能变电站smartsubstation采纳先进、牢靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、限制、爱护、计量和监测等基本功能，并可依据须要支持电网实时自动限制、智能调整、在线分析决策、协同互动等高级功能，实现与相邻变电站、电网调度等互动的变电站。2 .智能设备intelligentequipment一次设备与其智能组件的有机结合体，两者共同组成一台
24、（套）完整的智能设备。3 .智能组件intelligentcombination对一次设备进行测量、限制、爱护、计量、检测等一个或多个二次设备的集合。4 .智能终端smartunit一种智能组件。与一次设备采纳电缆连接，与爱护、测控等二次设备采纳光纤连接，实现对一次设备（如：断路器、刀闸、主变压器等）的测量、限制等功能。定义5 .电子式互感器electronicinstrumenttransformer一种装置，由连接到传输系统和二次转换器的一个或多个电流或电压传感器组成，用于传输正比于被测量的量，供测量仪器、仪表和继电爱护或限制装置。6 .电子式电流互感器electroniccurrentt
25、ransformer；ECT一种电子式互感器，在正常适用条件下，其二次转换器的输出实质上正比于一次电流，且相位差在联结方向正确时接近于已知相位角。7 .电子式电压互感器electronicvoltagetransformer；EVT一种电子式互感器,在正常适用条件下，其二次电压实质上正比于一次电压,且相位差在联结方向正确时接近于已知相位角。8 .合并单元mergingunit用以对来自二次转换器的电流和/或电压数据进行时间相关组合的物理单元。合并单元可以是互感器的一个组成件，也可以是一个分立单元。9 .MMSmanufacturingmessagespecificationMMS即制造报文规范
26、，是IS0/IEC9506标准所定义的一套用于工业限制系统的通信协议。MMS规范了工业领域具有通信实力的智能传感器、智能电子设备(IED),智能限制设备的通信行为，使出自不同制造商的设备之间具有互操作性(Interoperation)o10 .GOOSEGenericObjectOrientedSubstationEventGOOSE是一种通用面对对象变电站事务。主要用于实现在多IED之间的信息传递，包括传输跳合闸信号，具有高传输胜利概率。11 .互操作性interoperability来自同一或不同制造商的两个以上智能电子设备交换信息、运用信息以正确执行规定功能的实力。12 .变电站自动化系统SUbStationautomationsystem(SAS)变电站自动化系统是指运行、爱护和监视限制变电站一次系统的系统，实现变电站内自动化，包括智能电子设备和通信网络设施。13 .交换机(switch)一种有源的网络元件。交换机连接两个或多个子网，子网本身可由数个网段通过转发器连接而成。
