智能變電站繼電保護應(yīng)用基本技術(shù)原則及具體實施方案2009年12月31日總則 智能變電站繼電彳^護配置原則 220kV及以上線路保護 紅3/2接線斷路器保護和短引線保護 紅變壓器保護 包母線彳^護 錯誤！未指定書簽高壓并聯(lián)電抗器保護 220kV母聯(lián)（分段）保護 66kV、35kV及以下間隔保護 5故障錄波裝置 里安全自動裝置 其它 相關(guān)設(shè)備配置原則 智能變電站繼電保護裝置接口要求 智能變電站繼電保護相關(guān)接口設(shè)備技術(shù)要求 電子互感器技術(shù)要求 合并單元技術(shù)要求 或智能終端 燈過程層網(wǎng)絡(luò)交換機 繼電保護信息^交互原則 3/2接線型式繼電保護實施方案 L線路保護配置方案 錯誤！未定義書簽2_斷路器保護和短引線保護配置方案 豆變壓器保護配置方案 4^母線保護配置方案 工高壓并聯(lián)電抗器彳^護配置方案 GOOSE］組網(wǎng)方案 組網(wǎng)方案要求 組網(wǎng)系統(tǒng)圖 乙合并單元技術(shù)方案 口智能終端技術(shù)方案 雙母線接線型式繼電保護實施方案 L線路彳^護 2^母差彳^護 ￡變壓器保護 生母聯(lián)（分段）保護 術(shù)語和定義 總則.本標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容是在現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范基礎(chǔ)上對智能變電站設(shè)計所作的補充規(guī)定，與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范不一致之處以本標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。.智能變電站的二次安全防護應(yīng)嚴(yán)格遵照《電力二次系統(tǒng)安全防護總體方案》和《變電站二次系統(tǒng)安全防護方案》 的要求，進行安全分區(qū)，通信邊界安全防護，確保控制功能安全。.智能變電站繼電保護應(yīng)滿足智能調(diào)度、運行維護、監(jiān)視控制及無人值班等信息交互的要求。不設(shè)置獨立的保護信息子站，其功能由統(tǒng)一信息平臺實現(xiàn)。站控層通信規(guī)約應(yīng)符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)。.本規(guī)范適用于220kV及以上電壓等級的新建、擴建、改建的智能變電站，110kV及以下的智能變電站參照執(zhí)行。.繼電保護技術(shù)應(yīng)用的研究與探索，應(yīng)以進一步提高保護的性能和安全可靠性為目的。繼電保護在功能實現(xiàn)上，是統(tǒng)一的整體，需要一次設(shè)備、二次回路、通道、保護裝置之間的配合協(xié)調(diào)，才能發(fā)揮其整體性能。.繼電保護必須滿足“可靠性、選擇性、速動性、靈敏性”的要求， 220kV及以上電壓等級繼電保護系統(tǒng)應(yīng)遵循“雙重化設(shè)計”原則，每套保護系統(tǒng)裝置功能獨立完備、安全可靠。保護雙重化配置時，任一套保護裝置不應(yīng)跨接雙重化配置的兩個網(wǎng)絡(luò)。110kV電壓等級的保護宜雙套配置。.按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14285-2006《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》要求“除出口繼電器外，裝置內(nèi)的任一元件損壞時，裝置不應(yīng)誤動作跳閘" 。智能化變電站中的電子式互感器的二次轉(zhuǎn)換器（A/D采樣回路）、合并單元（MU、光纖連接、智能終端、過程層網(wǎng)絡(luò)交換機等設(shè)備內(nèi)任一個元件損壞，除出口繼電器外，不應(yīng)引起保護誤動作跳閘；.電子式互感器、MU保護裝置、智能終端、過程層網(wǎng)絡(luò)交換機等設(shè)備之間應(yīng)采用光纖連接，正常運行時，應(yīng)有實時監(jiān)測光纖連接狀態(tài)的措施。.保護裝置宜獨立分散、就地安裝。當(dāng)采用就地安裝時，其運行環(huán)境應(yīng)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。.當(dāng)采用電子式互感器時，應(yīng)針對電子式互感器特點優(yōu)化相關(guān)保護算法、提高保護性能；.保護裝置應(yīng)不依賴于外部對時系統(tǒng)實現(xiàn)其保護功能；.保護應(yīng)直接采樣，對于單間隔的保護應(yīng)直接跳閘，涉及多間隔的保護（母線保護）宜直接跳閘。對于涉及多間隔的保護（母線保護） ，如確有必要采用其他跳閘方式，相關(guān)設(shè)備應(yīng)滿足保護對可靠性和快速性的要求。.電子式互感器應(yīng)至少提供兩個獨立的保護繞組，每個繞組由兩路獨立的采樣系統(tǒng)進行采集（雙A/D系統(tǒng)），每個MU出兩路數(shù)字采樣值，由同一路通道進入一套保護裝置。.110kV及以下電壓等級宜采用保護測控一體化設(shè)備，當(dāng)采用開關(guān)柜方式時，保護裝置安裝于開關(guān)柜內(nèi)。對于戶內(nèi)GIS的廠站，保護設(shè)備宜就地靠近一次設(shè)備安裝，采用電纜直接跳閘方式。.線路過電壓及就地判別功能應(yīng)集成在線路保護裝置中。.繼電保護裝置的網(wǎng)絡(luò)接口，應(yīng)采用獨立的數(shù)據(jù)接口控制器。.雙母線、單母分段等接線型式（單斷路器）的線路、變壓器間隔單獨配置三相ECVT.保護裝置應(yīng)具有MMSI口，保護相關(guān)信息經(jīng)MM腋口直接上送監(jiān)控后臺。.雙重化的兩套保護及其相關(guān)設(shè)備（電子式互感器、MU智能終端、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、跳閘線圈等）的直流電源應(yīng)一一對應(yīng)。智能變電站繼電保護配置原則.220kV及以上線路保護1）每回線路配置2套包含有完整的主、后備保護功能的線路保護裝置， 線路過電壓及就地判別功能應(yīng)集成在線路保護裝置中。2）縱聯(lián)保護應(yīng)支持一端為電子式互感器、另一端為常規(guī)互感器或兩端均為電子式互感器的配置形式。.3/2接線斷路器保護和短引線保護1）斷路器保護按斷路器雙重化配置。2）短引線保護可獨立設(shè)置，也可包含在邊斷路器保護內(nèi)。.變壓器保護1）變壓器保護按雙重化配置，每套保護包含完整主、后備保護功能；各側(cè)MU智能終端均按雙重化配置2）變壓器保護直接采樣。各側(cè)斷路器采用直接跳閘；跳母聯(lián)、分段斷路器及閉鎖備投、啟動失靈等可采用GOOSE絡(luò)傳輸。主變保護可通過GOOSE絡(luò)接收失靈保護跳閘命令，并實現(xiàn)失靈跳主變各側(cè)斷路器。3）對于采用分布式變壓器保護方式。分布式變壓器保護由主單元和若干個子單元組成，按電壓等級布置子單元。（增加主/子單元定義）4）非電量保護就地直接電纜跳閘，信息上送過程層網(wǎng)。.母線保護220kV及以上母線配置兩套母線保護。2）母線保護采用直接采樣、直接跳閘方式，當(dāng)接入元件數(shù)較多時，可采用分布式母線保護形式。分布式母線保護：由主單元和若干個子單元組成，主單元實現(xiàn)保護功能，子單元執(zhí)行采樣、跳閘功能。.高壓并聯(lián)電抗器保護1）高壓并聯(lián)電抗器保護按雙重化配置。2）并聯(lián)電抗器的采樣采用獨立的電子電流互感器，首端、末端電流互感器共用一個MU.220kV母聯(lián)（分段）保護1）母聯(lián)（分段）保護、智能終端、合并單元均按雙重化配置。2）過流保護跳母聯(lián)（分段）斷路器采用點對點直接跳閘方式，其它保護跳母聯(lián)（分段）斷路器可采用GOOSE絡(luò)傳輸。3）母聯(lián)（分段）過流保護啟動母差失靈可采用GOOSE絡(luò)傳輸。.66kV、35kV及以下間隔保護1）采用保護測控一體化設(shè)備，按間隔、單套配置。2）當(dāng)采用開關(guān)柜方式時，保護裝置安裝于開關(guān)柜內(nèi)，不宜使用電子式互感器。3）當(dāng)使用電子式互感器時，每個間隔的保護、測控、智能終端、合并單元功能宜按間隔合并實現(xiàn)。4）跨間隔信息交換采用GOOSE絡(luò)傳輸。.故障錄波裝置1）故障錄波采樣值傳輸可采用點對點或網(wǎng)絡(luò)方式，開關(guān)量采用 GOOSEI絡(luò)傳輸。2）如采用SV采樣網(wǎng)，采用以太網(wǎng)接口，規(guī)約采用IEC61850-9-2;220kV及以上故障錄波器按實際需求、分網(wǎng)絡(luò)配置，應(yīng)能記錄所有MUGOOSE網(wǎng)絡(luò)的信息。.安全自動裝置220kV及以上的安全穩(wěn)定控制裝置按雙重化配置。2）備自投、過載聯(lián)切功能可在過程層或站控層實現(xiàn)。3）要求快速跳閘的安控裝置應(yīng)采用點對點直接跳閘方式。.其它1）母線電壓合并單元可接收至少2組電壓互感器，并能夠支持向其它合并器提供母線電壓數(shù)據(jù)，并根據(jù)需要提供PT并列功能。各間隔合并單元所需母線電壓量通過PT合并單元轉(zhuǎn)發(fā)。2）雙母線電壓切換功能在保護裝置內(nèi)實現(xiàn)。三、相關(guān)設(shè)備配置原則.電流MU線路（變壓器）PT的MLE滿足保護雙重化配置的要求；.220kV及以上電壓等級智能終端按斷路器雙重化配置；.過程層網(wǎng)和站控層網(wǎng)應(yīng)完全獨立；.SV采樣值網(wǎng)絡(luò)與GOOSE絡(luò)應(yīng)完全獨立；.合并單元、智能終端、保護裝置可通過 IRIG-B（DQ碼對時，也可采用IEEE1588（IEC-61588）標(biāo)準(zhǔn)進行網(wǎng)絡(luò)對時，對時精度應(yīng)滿足要求。.在過程層GOOSE的組網(wǎng)方式采用雙重化獨立組網(wǎng)，第一套保護接入 A網(wǎng)，第二套保護接入B網(wǎng)。四、智能變電站繼電保護裝置接口要求.保護裝置采樣值采用點對點接入方式。.保護裝置應(yīng)配備以下接口：MU輸入接口、智能終端接口（跳閘及斷路器接點、閉鎖信息） 、GOOSE網(wǎng)絡(luò)接口、MM制絡(luò)接口。（1）智能終端接口采用點對點方式，其開出量如下：線路保護、變壓器電量保護、母線保護、電抗器電量保護、重合閘、斷路器保護、短引線保護、安全自動裝置、其他保護（如用補保護）等跳、合閘命令。GOOSE絡(luò)接口其開入、開出量如下：測控合分閘命令、斷路器位置接點、刀閘輔助接點、保護跳閘、啟動失靈、啟動/閉鎖重合閘、啟動閉鎖備投、告警信號等。.采用直接電纜跳閘的開出量：變壓器、電抗器等需要跳閘的非電量保護跳閘采用電纜直接跳閘。五、智能變電站繼電保護相關(guān)接口設(shè)備技術(shù)要求.電子互感器技術(shù)要求1）電子互感器（含MU應(yīng)如實反映一次電流或電壓，復(fù)合誤差不大于5%額定延時時間不大于2ms喚醒時間為00一套ECT內(nèi)應(yīng)具備兩個保護用電流傳感元件，每個傳感元件由兩路獨立的采樣系統(tǒng)進彳T采集（雙A/D系統(tǒng)），進入一個MU每個MUB兩路數(shù)字采樣值由同一路通道進入一套保護裝置。一套EV"J應(yīng)由兩路獨立的采樣系統(tǒng)進行采集，每路采樣系統(tǒng)應(yīng)采用雙A/D系統(tǒng),進入相應(yīng)MU每個MU出兩路數(shù)字采樣值由同一路通道進入一套保護裝置。一套ECV吶應(yīng)同時滿足上述（2）、（3）條要求。采樣信號進入相應(yīng)的MU每個MU出兩路數(shù)字采樣值由同一路通道進入一套保護裝置。5）用于雙重化保護的電子互感器，具兩個采樣系統(tǒng)應(yīng)由不同的電源供電并與相應(yīng)保護裝置的直流電源 對應(yīng)。6）對于3/2接線方式，其線路EVT應(yīng)置于線路側(cè)。7）電子式互感器采樣數(shù)據(jù)的品質(zhì)標(biāo)志應(yīng)實時反映自檢狀態(tài)，不應(yīng)附加任何延時或展寬。.合并單元技術(shù)要求1）每個MU應(yīng)能滿足最多12個輸入通道和至少8個輸出端口的要求。MU?能同時支持IEC60044-8（GB-2084。、IEC61850-9-2等規(guī)約，在工程應(yīng)用時應(yīng)能靈活配置。MU俞出保護采樣值應(yīng)不依賴于外部對時系統(tǒng)解決采樣數(shù)據(jù)同步問題， 要求采樣值發(fā)送間FB離散值小于10us。MU俞出接口類型：點對點接口（保護、安自等），組網(wǎng)接口（測控、計量、故錄、PMU?）。MU俞出應(yīng)能支持多種采樣頻率，用于保護、測控的輸出接口采樣頻率宜為4000H46）變壓器按側(cè)配置MU零序CT并入相應(yīng)側(cè)MU（放入配置部分）.智能終端1）智能終端應(yīng)具備以下接口：三跳接點輸入接口，保護的點對點接口（可靈活配置，最大考慮10個），GOOSE絡(luò)接口。2）具備對時功能。3）具備事件報文記錄功能。4）跳、合閘命令需要兩幀確認(rèn)。5）智能終端的動作時間應(yīng)不大于7ms6）智能終端接收到跳閘命令后，應(yīng)通過GOOSE發(fā)出收到跳令的報文。7）智能終端具備跳/合閘命令輸出的監(jiān)測功能。8）智能終端還應(yīng)滿足如下要求：①智能終端應(yīng)具備功能：接收保護跳合閘命令、測控的手合 /手分命令及刀閘、地刀等GOOSE令；輸入斷路器位置、刀閘及地刀位置、斷路器本體信號（含壓力低閉鎖重合閘）；跳合閘自保持功能；控制回路斷線監(jiān)視功能等。②智能終端應(yīng)至少提供兩組分相跳閘接點和一組合閘接點， 智能終端配置單工作電源。③智能終端不配置液晶顯示屏；GOOSE數(shù)量滿足點對點跳閘方式和網(wǎng)絡(luò)跳閘方式的要求。④具備指示燈位置顯示和告警。⑤智能終端不設(shè)置防跳功能，防跳功能由斷路器本體實現(xiàn)。4.過程層網(wǎng)絡(luò)交換機1）保護接入的交換機應(yīng)采用工業(yè)級或以上等級產(chǎn)品。2）任兩臺智能裝置之間的數(shù)據(jù)傳輸路由不應(yīng)超過4個交換機。當(dāng)采用級聯(lián)方式時，不應(yīng)丟失數(shù)據(jù)。3）交換機的配置原則：根據(jù)間隔數(shù)量合理分配交換機數(shù)量，每臺交換機的光纖接入裝置數(shù)量不宜超過16個。六、繼電保護信息交互原則站控層信息，上送信息、保護裝置接受的控制信息……，規(guī)約要求（ MMS故障錄波器、狀態(tài)監(jiān)測信息上送原則。裝置自檢信息運行信息應(yīng)滿足運行維護、控制、調(diào)度的需求。七、3/2接線型式繼電保護實施方案.線路保護配置方案每回線路配置2套包含有完整的主、后備保護功能的線路保護裝置，各自獨立組屏，線路保護中還應(yīng)包含過電壓保護和遠(yuǎn)跳就地判別功能。線路間隔的保護、MU智能終端按雙重化配置，MUK斷路器分電流接入保護裝置，線路電壓MUt|獨接入線路保護裝置（或分配至關(guān)聯(lián)的兩個MU,智能終端設(shè)計時宜考慮作用于兩個跳閘線圈以及一個合閘線圈。具有分相跳、合閘功能。技術(shù)實施方案圖如下所示：圖1線路保護技術(shù)實施方案.斷路器保護和短引線保護配置方案斷路器保護按斷路器雙重化配置，組一面屏。邊開關(guān)斷路器保護還包含短引線保護功能。當(dāng)邊開關(guān)斷路器保護考慮三相同期重合閘功能時，母線電壓經(jīng)電壓MU^別接入線路PT的MU技術(shù)實施方案圖如下所示：圖2斷路器保護技術(shù)實施方案示意圖.變壓器保護配置方案每臺主變配置2面主變保護屏，各包含1套含有完整主、后備保護功能的主變保護裝置。非電量保護就地直采直跳，信息上GOOSE（聯(lián)閉鎖信號和故障錄波）。3/2側(cè)電壓獨立接入保護裝置，電流分?jǐn)嗦菲鹘尤氡Ｗo裝置。變壓器的雙母線或單母線側(cè)電壓和電流合并接入MU點對點接入保護裝置。技術(shù)實施方案圖如下所示：圖3變壓器保護合并單元配置圖圖4變壓器保護高壓側(cè)、公共繞組系統(tǒng)圖圖5變壓器保護中壓側(cè)系統(tǒng)圖圖6變壓器保護低壓側(cè)系統(tǒng)圖.母線保護配置方案一條母線配置兩套母線保護，每套保護獨立組屏。母線保護采用直接采樣、直接跳閘方式，當(dāng)接入元件數(shù)較多時，可采用分布式母線保護形式。分布式母線保護：由主單元和若干個子單元組成，主單元實現(xiàn)保護功能，子單元執(zhí)行采樣、跳閘功能。邊斷路器失靈經(jīng)GOOSE絡(luò)傳輸啟動母差失靈功能。技術(shù)實施方案圖如下所示：圖圖7母.高壓并聯(lián)電抗器保護配置方案按雙重化配置組兩面屏。高壓并聯(lián)電抗器的采樣值,采用獨立的電子互感器（含CT和PT）和MU跳閘需要高壓并聯(lián)電抗器的采樣值,智能終端預(yù)留一個GOOSE智能終端預(yù)留一個GOOSE口技術(shù)實施方案圖如下所示:6.第一套并聯(lián)電抗器保護電抗器保護技術(shù)實施方案示意圖GOOSE網(wǎng)SMV網(wǎng)電壓合并單元/■(4智能終端智能終端電流合并單元GOOSE6.第一套并聯(lián)電抗器保護電抗器保護技術(shù)實施方案示意圖GOOSE網(wǎng)SMV網(wǎng)電壓合并單元/■(4智能終端智能終端電流合并單元GOOSE組網(wǎng)方案6.1.組網(wǎng)方案要求a)6.1.組網(wǎng)方案要求a)所有GOOS跳閘采用以太網(wǎng)接口，接口規(guī)約采用IEC61850-8-1;b)過程層網(wǎng)和站控層網(wǎng)完全獨立；b)過程層網(wǎng)和站控層網(wǎng)完全獨立；6.2.6.2.組網(wǎng)系統(tǒng)圖保護裝置1a

00008保護裝置n合并單元1 保護裝置1a

00008保護裝置n合并單元1 智能終端1 合并單元 智能終端k圖9過程層網(wǎng)組網(wǎng)方案示意圖.合并單元技術(shù)方案MU勺接口如圖10,11,12所示：圖10邊斷路器MU勺接口說明圖11中斷路器MU勺接口說明圖12高抗電流MU的接口說明圖12電壓MU的接口說明3/2接線一個用的MUB已置示意圖如下：圖133/2接線MU0已置示意圖.智能終端技術(shù)方案智能終端按斷路器雙重化配置，每個智能終端配置足夠的以太網(wǎng)接口，按照IEC61850-8-1規(guī)約通訊。智能終端的接口如下圖所示：圖14邊斷路器智能終端的以太網(wǎng)口說明圖15中斷路器智能終端的以太網(wǎng)口說明八、雙母線接線型式繼電保護實施方案.線路保護每回線路應(yīng)配置2套包含有完整的主、后備保護功能的線路保護裝置，各自獨立組屏。合并單元、智能終端均應(yīng)采用雙套配置，保護采用安裝在線路上的組合ECV獲得電流電壓。線路間隔內(nèi)，實現(xiàn)智能終端、合并單元與保護裝置之間的點對點直接跳閘方式。采樣值采用點對點傳輸。跨間隔信息（啟動母差失靈功能和母差保護動作遠(yuǎn)跳功能等）采用 GOOSE絡(luò)傳輸方式。技術(shù)實施方案圖如下所示：圖16220kV線路保護配置示意圖.母差保護保護按雙重化進行配置，每套保護獨立組屏。各間隔合并單元、智能終端均應(yīng)采用雙套配置。開入量（失靈啟動、刀閘位置接點、母聯(lián)斷路器過流保護啟動失靈、主變保護動作解除電壓閉鎖等）采用GOOSE絡(luò)傳輸。技術(shù)實施方案圖如下所示：圖17220kV母線保護配置示意圖（變電站終期規(guī)模220kV間隔數(shù)8個及以上）圖18220kV母線保護配置示意圖（變電站終期規(guī)模間隔數(shù)在 8個以下）.變壓器保護保護按雙重化進行配置，包含各側(cè)合并單元、智能終端均應(yīng)采用雙套配置（110kV智能終端按單套配置）。非電量保護應(yīng)就地安裝，有關(guān)非電量保護時延均在就地實現(xiàn)，直采直跳，現(xiàn)場配置智能終端上傳非電量動作報文和調(diào)檔及接地刀閘控制信息。技術(shù)實施方案圖如下所示：圖19220kV主變保護配置示意圖.母聯(lián)（分段）保護技術(shù)實施方案圖如下所示：圖20220kV母聯(lián)保護配置示意圖九、術(shù)語和定義.智能變電站smartsubstation采用先進、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能，實現(xiàn)與相鄰變電站、電網(wǎng)調(diào)度等互動的變電站。.智能設(shè)備intelligentequipment一次設(shè)備與其智能組件的有機結(jié)合體，兩者共同組成一臺（套）完整的智能設(shè)備。.智能組件intelligentcombination對一次設(shè)備進行測量、控制、保護、計量、檢測等一個或多個二次設(shè)備的集合。.智能終端smartunit一種智能組件。與一次設(shè)備采用電纜連接，與保護、測控等二次設(shè)備采用光纖連接，實現(xiàn)對一次設(shè)備（如：斷路器、刀閘、主變壓器等）的測量、控制等功能。 定義.電子式互感器electronicinstrumenttransformer一種裝置，由連接到傳輸系統(tǒng)和二次轉(zhuǎn)換器的一個或多個電流或電壓傳感器組成，用于傳輸正比于被測量的量，供測量儀器、儀表