新一代110kV智能变电站站域保护技术研究

新一代智能变电站中站域保护与控制装置的功能配置主要包括冗余保护、优化后备保护、安全自动控制和广域保护控制的子站功能，见表1。从表1的功能配置表可以发现，站域保护中冗余保护只包含对单套配置保护的冗余，若主变保护已经双重化配置，则站域保护控制装置中不宜再配置冗余。

站域保护与控制装置中冗余保护功能不含线路纵联保护，主要原因是：①通道和对侧设备不支持，若要支持，则需增加大量设备和工程量;②若含线路纵联保护，则站域保护会通过线路关联多个站，复杂程度大大增加，影响范围较大。

站域保护与控制装置中不需要包含10kV间隔保护的冗余，主要原因是10kV间隔采用传统互感器和“六合一”装置，无独立的合并单元和智能终端，若站域保护装置实现10kV间隔保护，则其采样和出口同样要经过“多合一”装置，“多合一”装置因故退出运行时，站域保护起不到冗余作用。

表1 站域保护的功能配置表

3 站域保护功能原理

3.1 采样与跳闸方式

无论在智能变电站还是常规变电站，就地级保护装置均采用直采直跳的方式进行工作，而站域保护率先采用网采网跳的方式进行工作。因本文着重强调智能变电站中的保护方式，故对智能变电站中直采直跳和网采网跳进行比较。

1)直采直跳是指智能电子设备间不通过交换机而以点对点连接方式直接进行采样值传输和跳合闸信号的传输，其工作原理如图2所示。

该方法的优点是，保护装置不依赖于外部对时系统实现其保护功能，避免了组网方式下交换机引起的采样和跳闸信息不确定性延迟。缺点是保护装置光口数量多，使二次回路光纤连接复杂。

图2 直采直跳工作原理图

2)网采网跳是指智能电子设备间经过交换机的方式进行采样值传输共享和跳合闸信号的传输，通过划分VLAN的方式避免信息流过大，其工作原理图如图3所示。

该方法的优点是，保护装置通过网络实现信号输入输出，有效地减少了母线保护、主变压器保护等跨间隔保护装置的光口数量，简化了二次回路光纤连接。缺点是多间隔数据同步依赖于对时系统及网络，网络化信息交互存在延时。

3.2 110kV线路冗余保护

110kV线路就地级保护一般单套配置，当保护因故退出运行时，110kV线路会失去保护。因此，站域保护控制装置中配置110kV线路保护，作为就地级保护的冗余。但由于通信通道限制等原因，站域保护中线路保护不考虑纵联保护，其他如距离保护、零序过电流、重合闸、手合后加速等保护功能同就地级线路保护一致。

图3 网采网跳工作原理图