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110KV智能變電站的繼電保護分析

文檔作者：楊超文檔來源：四川省電力公司綿陽電業局修試所		點擊數：	更新時間： 2022年12月17日
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學術論壇數字技術
與應用
170
目前，國內的變電站主要有常規變電站模式，和數字化變電站
模式這兩種。這兩種變電站模式都存在比較大的缺陷，其中，常規變
電站在資源采集上重復操作，系統重復疊加，設計以及調試比較繁
雜，規范性比較差，互相操作性也比較差。而數字變電站規范性較差，
相關評估的體系手段比較缺乏，過程層設備的可靠性穩定性還不能
完全確定，這些問題導致變電站生產運行效率比較低，需要改進。國
家電網在這種情況下發布了《智能變電站技術導則》，智能變電站采
用先進技術，集成化設計，大大提高了設備生產運行的可靠性，并且
切合當前低碳環保的先進理念，成為變電站發展的下一個嶄新階段。
隨著智能變電站的逐步推進，在眾多需求中，繼電器保護成為
智能變電站應用的重點與難點。以下聯系智能變電站的繼電保護，
對110V智能變電站的繼電保護配置及其原則，過程層繼電保護和
供電層繼電保護進行一些探討。
1 、繼電保護配置
1.1 繼電保護的配置
在繼電保護配置方案中，由過程層和變電站層組成智能變電站
設備。其配置如圖1所示。
圖1 繼電保護的配置原理圖
對于一次設備，過程層配置獨立主保護，若一次設備是智能設
備，則其保護設備安裝在內部，否則將保護設備、合并器以及測控設
備等安裝在就近的匯控柜中，以此簡化設備的運行和維護。用以太
網統一傳輸GOOSE以及采樣值。除了分布式保護之間的數據實現
同步，不用IEEE1588對時，其他系統全站均運用IEEE1588進行對
時。這種方案避免了通信鏈路如跳閘、采樣等不可靠性引起的保護
功能失效[1]。繼電保護消耗的網絡數據份額變少。
1.2 110KV 智能變電站中繼電保護原則
對于110KV變電站，就其站內接線而言，比高電壓級別的變電
站形式和設備都更加簡單。其繼電保護配置需滿足以下幾點[2]。
(1)對于傳統繼電保護，有選擇、可靠、靈敏、快速等四點性能要
求，簡稱“四性”。在智能變電站的繼電保護中，要求繼續滿足“四性”
和其他實際工程中的安全要求。(2)110KV及其之上的高電壓級別的
變電站中，過程層的SV網和GOOSE網，站控層的MMS網等相互之
間不干涉，各網接入繼電保護時，各數據口控制器之間相互獨立。
(3)110KV及其之上的高電壓級別的變電站中，對于母雙線和單母線
分段這兩種接線形式，具備一定的條件時，可安裝電子式電流電壓
互感器。(4)110KV以及較低電壓級別的變電站，適宜運用保護測控
裝置集成一體化的設備。(5)110KV以及較低電壓級別的變電站在就
地安裝保護裝置時，智能終端這些功能可以集成安裝。(6)110KV以
及較低電壓級別的變電站，對于主變壓器而言，各側的合并單元應
該實行冗余配置，其余的各間隔之間合并單元適合單套配置。(7)對
于所有合并單元而言，過程層的網絡信息都應記錄下來，記錄由故
障錄波和網絡報文記錄分析這兩套裝置實現。而且，這兩套記錄裝
置所對應的SV、MMS和GOOSE等網絡的數據接口控制器應該相互
獨立。
2、110KV 智能變電站過程層的繼電保護
在智能變電站中，過程層主要組成是：一次設備，以及一次設備
的附屬組件和裝置。過程層主保護主要配置的快速跳閘，包括線路
保護，變壓器保護和母線差動保護等。
2.1 線路保護
在110KV的智能變電站中，需將其變電站內部的繼電保護與其
變電站的運行狀態監測緊密的結合在一起，根據間隔進行單套配
置。方案如圖2所示。
圖2 變電站的線路保護方案圖
線路兩間隔之內的保護測控裝置不僅與GOOSE網鏈接交換信
息，也與合并單元和智能終端一一對應進行鏈接。變電站的保護測
控裝置將不采用GOOSE來將數據傳輸給其他單元，而是直接將采
集到數據傳輸給終端，很直接的對閘刀進行控制。電子式互感器是
處于線路和母線之間的，在得到控制信號以后，將其通過合并單元，
在此進行封裝，然后將控制信號送至SV單元，從而實現保護監測的
功能。非兩間隔之間的信息由GOOSE傳入相應的保護測控裝置。
2.2 變壓器保護
智能變電站變壓器保護裝置采用分布式作為過程層的配置，先
110KV 智能變電站的繼電保護分析
楊超
(四川省電力公司綿陽電業局修試所 四川綿陽 621000)
摘要：智能變電站是變電站領域發展的新趨勢，對建設智能電網，實行電網改革具有重要意義。大量工程經驗表明，繼電保護是智能變電
站建設的重點所在。因此研究適應智能變電站技術的繼電保護裝置十分迫切。本文結合對智能變電站繼電保護的分析,在110KV智能變電站建設
中，給出了繼電保護的配置原理、過程層繼電保護以及變電站層繼電保護等，進而對其設計方案進行了一些探討。
關鍵詞：110KV 智能變電站 繼電保護 過程層 變電站層
中圖分類號：TM 77 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416(2012)08-0170-02
作者簡介：楊超（1 9 7 1 - ）, 男，四川綿陽，本科、工程師，研究方向：電力系統穩定與控制、繼電保護、智能電網。
學術論壇數字技術
與應用
171
實現差動保護，而后集中式安裝后備保護。而110KV的變壓器保護
裝置與之不同，即：可實行主后備保護集成在一起，成為一體化的雙
套配置。對變壓器保護裝置，我們直接對其采樣分析，分析結果控制
各側斷路器自行跳轉；其他如啟動失靈和分段斷路器等由GOOSE
網絡進行數據和信息傳輸。
2.3 母線保護
對于智能變電站的母線保護，我們一般采用分布式設計相應裝
置，如圖3所示
圖3 母線保護的配置圖
由圖可知，每個間隔之間獨立實現母線保護。110KV智能變電
站的母線保護與上述有所不同，110KV母線保護也采用分段保護，
結構與圖2相似。保護單元分別與合并單元直接相連，與智能終端直
接相連，不通過網絡進行信息和數據的交換而分別實現直接數據信
息采樣和跳開閘刀的功能?？玳g隔信號經過互不干涉的GOOSE和
SV網進行傳輸。
對于110KV的變電站，對其進行單套配置以實現分段保護，有
利于保護裝置和測控裝置集成的實現。采用一一對應直接跳轉，其
他跳轉保護通過GOOSE網相連實現，啟動母線失靈等情況也可通
過GOOSE進行傳輸。
3、變電站層的繼電保護
智能變電站的變電站層采用集中式后備保護進行配置，這種配
置使用自適應，以及在線實時自整定等技術，可實現雙重化配置。
后備保護系統進行劃分，可分為兩個范圍：為本變電站實現后
備保護功能，實現開關失靈保護；對相鄰變電站實現上述功能。智能
繼電保護裝置在變電站不同的運行時期，其具有的功能區別很大，
分如下三個運行階段：
(1)正常供電運行。在變電站正常供電運行時，電力系統中相應的
設備以及保護裝置等工作在其額定工況下，系統各種傳感器，儀器儀
表等都應處于正常的工作訪問內。在這個階段，繼電保護設備只需對
電力系統運行狀態進行實時監控報警，保障其正常運行即可。
(2)供電故障。當電力系統發生故障時，如電力系統一些輸電電
纜發生短路，一些設備運行發生故障燈，嚴重影響電力系統的正常
運行時，為防止電力系統的故障變得更為嚴重，造成的損失更大，繼
電保護設備應能自發的，及時的將電力系統的故障部分切斷，從而
保證其他的電網正常運行。
(3)供電異常。當電力系統發生運行異常時，繼電保護設備應能
發出報警信號，及時通曉維護工作人員進行維護處理，保證電力系
統正常運行。
4 、結語
隨著智能變電站相關標準的發布，變電站的建設與改革積極
展開，這對電網改革具有重要促進作用。然而，智能變電站的理論
體系自成一統，相對于傳統的變電站而言，其自動化系統、基本構
架以及繼電器保護裝置等有較大的改動，在技術上有一定的挑戰
性。其中智能變電站的建設與維護中，繼電保護技術是技術重點所
在，雖然繼電保護領域技術創新成果不斷，但是仍舊需要不斷的總
結和分析，促使繼電保護技術進一步發展與完善，從而逐步提高智
能變電站技術水平，使其不斷推廣。
參考文獻
[1]夏勇軍,陳宏等.110kV智能變電站的繼電保護配置[J].湖北電力,
2010,1:56-58.
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中國造紙,2010,7:31-33.
由于swf文件具有交互性，有些swf文件會調用另外一些swf文
件。比如一些作為課件發布的swf資源，都會有一個目錄性質的文
件，帶有各個章節的超鏈接。所以對于加密的swf文件，播放器還會
掃描當前播放目錄下的所有swf文件，并一一解密到相同路徑。當播
放器關閉時，會清除活動記錄及臨時文件。帶有解密功能的播放器
的流程圖如圖2所示。
2.3 功能實現
(1)對swf文件整體加密。用AES對文件整體加密，從源頭防止
了對swf文件的反編譯，提取和腳本修改。加密后，文件大小基本保
持不變，文件擴展名仍選用.swf。
(2)播放解密于一體，播放即解密。播放器實質上就是一個解密工
具，解密后再播放。整個過程看不到明文。但整個流程看起來和普通的
視頻文件播放無異。加入日期信息Flash 發布者可以自定義文件期限。
3 、結語
本文設計了一種swf文件版權保護簡單實現方案，方案可以對
flash動畫文件swf進行有效的保護，不影響flash動畫的播放效果，
具有隱藏源代碼，安全性好的特點。采用本方案，筆者用C#語言開
發了一個實際的系統。經測試可以完全實現本方案的目的，完全有
效防止目前流行Flash破解軟件的破解。研究結果對flash動畫文件
swf版權保護具有一定理論意義和實用價值。
參考文獻
[1]張曉彥.張曉明.基于flash 動畫的信息隱藏算法.計算機工程,
2010.36(1),p181-183.
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[7]ASE 加密算法，http://code.google.com/p/elixis.
[8]張海藩.軟件工程導論（第五版）.清華大學出版社, 2 008. 1.
[9]http://blog.csdn.net/lisunlin0/archive/2007/07/17/1695068.aspx
無臨時文件播放內存中的Flash(*.swf)文件.
[10]http://blog.csdn.net/fionahd/archive/2007/11/02/1862686.aspx
Flash 加載外部文件的各種方法與技巧.
······上接第169頁

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