魏承志，王　凱，文　安，李　陽(yáng)，趙曼勇，黃維芳，牟　敏(.中國(guó)南方電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心，廣東廣州5063；.南京南瑞繼保電氣有限公司，江蘇南京0)

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基于站域保護(hù)的簡(jiǎn)易母線研究

魏承志1，王凱2，文安1，李陽(yáng)2，趙曼勇1，黃維芳1，牟敏1
(1.中國(guó)南方電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心，廣東廣州510623；2.南京南瑞繼保電氣有限公司，江蘇南京211102)

摘要：根據(jù)變電站低壓母線保護(hù)需要，利用基于全站數(shù)據(jù)信息的站域保護(hù)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易母線保護(hù)功能。通過(guò)現(xiàn)有低壓母線保護(hù)實(shí)施的難點(diǎn)分析，結(jié)合智能化變電站技術(shù)應(yīng)用，設(shè)計(jì)站域保護(hù)簡(jiǎn)易母線實(shí)施方案，給出原理及動(dòng)作過(guò)程分析。該實(shí)施方案在新一代智能變電站中得到實(shí)際應(yīng)用，驗(yàn)證了可靠性及技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：智能化變電站；簡(jiǎn)易母線保護(hù)；站域保護(hù)；三網(wǎng)合一

隨著電網(wǎng)的日益復(fù)雜和運(yùn)行方式的靈活多變，給當(dāng)前的繼電保護(hù)及控制技術(shù)帶來(lái)了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。傳統(tǒng)的保護(hù)控制由于無(wú)法獲取系統(tǒng)的全局信息，因此不能對(duì)保護(hù)措施做出全局優(yōu)化，比如最初基于單端電氣量信息的保護(hù)（如過(guò)流保護(hù)、距離保護(hù)等），以及后來(lái)基于雙端電氣量信息的保護(hù)（如縱聯(lián)方向、光纖差動(dòng)）。目前隨著智能化技術(shù)的應(yīng)用推廣，光纖回路數(shù)字化信息的共享傳輸，使得獲得電網(wǎng)區(qū)域多點(diǎn)電氣量信息成為可能，基于多點(diǎn)、多端電氣信息的保護(hù)控制方案設(shè)計(jì)將比傳統(tǒng)的具備更大的原理優(yōu)勢(shì)。但是從實(shí)際應(yīng)用上來(lái)看，當(dāng)前智能化變電站的保護(hù)控制配置并沒(méi)有真正有效地利用到智能化的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，仍然存在傳統(tǒng)保護(hù)控制的缺陷[1，2]。繼電保護(hù)基本還是停留在面向電力元件的設(shè)計(jì)方案，利用元件“本地”信息判斷故障，利用設(shè)備冗余和上下級(jí)保護(hù)的時(shí)間配合提高保護(hù)的可靠性，繼電保護(hù)與系統(tǒng)控制配合不協(xié)調(diào)問(wèn)題凸顯[3]。保護(hù)控制系統(tǒng)存在信息獲取有限，缺乏整體性考慮，接口復(fù)雜，硬件配置重復(fù)，設(shè)備投資高，運(yùn)行維護(hù)困難的問(wèn)題[4]。為改善繼電保護(hù)控制對(duì)電力系統(tǒng)的適應(yīng)性，站域保護(hù)成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。

本文通過(guò)面向變電站的保護(hù)控制系統(tǒng)研究，提出一種低壓系統(tǒng)中簡(jiǎn)易母線保護(hù)方案，詳細(xì)闡述新方案的整體思路、實(shí)現(xiàn)原理，充分利用變電站系統(tǒng)多端信息，提升保護(hù)控制性能，降低設(shè)備投資。

1　低壓系統(tǒng)母線保護(hù)方案

10～35kV等級(jí)的低壓母線，由于出線間隔多，進(jìn)出線的支路電流互感器變比差異大等原因，一般不裝設(shè)專用母線保護(hù)，由變壓器的后備保護(hù)實(shí)現(xiàn)對(duì)母線的保護(hù)[5，6]。但是后備保護(hù)按逐級(jí)配合設(shè)計(jì)，動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)達(dá)1～2 s，面臨著保護(hù)選擇性和速動(dòng)性的不一致性[6-8]。為解決低壓母線保護(hù)需求與保護(hù)配置的矛盾，逐步形成了簡(jiǎn)易母線保護(hù)概念。

1.1簡(jiǎn)易母線保護(hù)原理

目前低壓母線保護(hù)主要采用電流閉鎖原理，通過(guò)判斷電源支路電流，結(jié)合其余間隔的閉鎖信號(hào)，完成母線保護(hù)。接線方式如圖1所示。以變壓器為單元，接入主變低壓側(cè)電流互感器1TA和分段電流互感器3TA，以流入母線作為正方向接成差流元件，正常情況下母線保護(hù)的差流為該母線上的負(fù)荷電流[9]，通過(guò)過(guò)流保護(hù)躲過(guò)正常的負(fù)荷差流來(lái)完成母線保護(hù)功能。出線側(cè)故障時(shí)，出線保護(hù)提供輔助節(jié)點(diǎn)瞬時(shí)動(dòng)作閉鎖簡(jiǎn)易母線保護(hù)，由出線保護(hù)動(dòng)作切除故障；當(dāng)母線發(fā)生故障時(shí)，出線保護(hù)裝置不動(dòng)作，不發(fā)閉鎖信號(hào)，由簡(jiǎn)易母線保護(hù)動(dòng)作切除故障。

圖1　簡(jiǎn)易母線保護(hù)主接線示意

相比與變壓器后備保護(hù)的單一電源過(guò)流判斷，簡(jiǎn)易母線保護(hù)更易于母線故障的判斷。同時(shí)簡(jiǎn)易母線引入了出線保護(hù)動(dòng)作閉鎖的邏輯判據(jù)，有效地與饋線保護(hù)過(guò)流進(jìn)行了配合，減少了母線保護(hù)動(dòng)作時(shí)間。

1.2傳統(tǒng)變電站簡(jiǎn)易母線保護(hù)實(shí)施困難

傳統(tǒng)變電站二次保護(hù)回路配合主要通過(guò)硬接線。在實(shí)施簡(jiǎn)易母線保護(hù)時(shí)，需要在多個(gè)裝置之間傳遞啟動(dòng)閉鎖信號(hào)，二次回路接線復(fù)雜，施工量大；閉鎖回路無(wú)法有效監(jiān)視，運(yùn)行維護(hù)困難，可靠性低。同時(shí)由于傳統(tǒng)變電站自身的局限性，信息共享困難，為了避免二次回路的復(fù)雜化，簡(jiǎn)易母線保護(hù)，以母線為單元進(jìn)行配置，母線間相對(duì)獨(dú)立，缺少配合關(guān)系，低壓母線小電源處理困難，無(wú)法有效兼顧全局。

1.3智能化變電站下的簡(jiǎn)易母線保護(hù)

智能化變電站通過(guò)三層兩網(wǎng)結(jié)構(gòu)解決了二次信息共享的困難，通過(guò)過(guò)程層傳輸GOOSE信息，簡(jiǎn)化了二次回路，組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2　智能化變電站簡(jiǎn)易母線保護(hù)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

為降低設(shè)備投資，將簡(jiǎn)易母線保護(hù)功能分散到主變及分段間隔中，避免跨間隔的SV采樣值傳輸，降低過(guò)程層數(shù)據(jù)傳輸量。整套簡(jiǎn)易母線保護(hù)由嵌入在變壓器后備保護(hù)及母聯(lián)（分段）設(shè)備中的動(dòng)作元件，嵌入在母聯(lián)（分段）及出線（包括線路、站用變、接地變、電容器、電抗器）保護(hù)裝置中的閉鎖元件共同組成[8]。

保護(hù)設(shè)備發(fā)送和接受處理GOOSE報(bào)文可滿足小于4 ms要求，經(jīng)過(guò)模擬網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴測(cè)試網(wǎng)絡(luò)延時(shí)小于2 ms，GOOSE傳輸閉鎖信號(hào)總延時(shí)小于10 ms，完全滿足保護(hù)速動(dòng)性要求[6]。同時(shí)IEC 61850中GOOSE報(bào)文的校驗(yàn)和重發(fā)機(jī)制有效地避免閉鎖信號(hào)傳輸?shù)膩G失與錯(cuò)誤，提升了保護(hù)的可靠性。智能化變電站的數(shù)字化技術(shù)，有效地解決了傳統(tǒng)變電站中二次回路復(fù)雜，信息共享困難等問(wèn)題，但也帶來(lái)了新的問(wèn)題。

（1）分散在主變和母聯(lián)保護(hù)中的簡(jiǎn)易母線過(guò)流啟動(dòng)元件增加了主變后備及母聯(lián)保護(hù)本身的復(fù)雜性，后續(xù)對(duì)保護(hù)的維護(hù)帶來(lái)困難。

（2）依托IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)體系的三層兩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，增加了過(guò)程層交換機(jī)的投資，低壓部分的過(guò)程層交換機(jī)僅有傳輸簡(jiǎn)易母線保護(hù)閉鎖信號(hào)的需求，其利用率不高。

（3）主變、母聯(lián)等電源間隔獨(dú)立設(shè)置啟動(dòng)元件雖然避免了跨間隔的采樣數(shù)據(jù)傳輸，也解決了傳統(tǒng)二次接線復(fù)雜的問(wèn)題，但是跨間隔的信息傳輸配合仍不可簡(jiǎn)化，設(shè)備間邏輯配合依然復(fù)雜性。

2　基于站域保護(hù)的簡(jiǎn)易母線保護(hù)

針對(duì)現(xiàn)階段簡(jiǎn)易母線的不足，采用基于全站對(duì)象信息決策的站域保護(hù)，可以更好地實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易母線保護(hù)。

2.1站域保護(hù)實(shí)施方案

2.1.1設(shè)備功能整合方案

目前不論是傳統(tǒng)變電站還是智能化變電站，二次設(shè)備主要還是按面向間隔的原則進(jìn)行配置，各裝置功能相互獨(dú)立，雖然可靠性高，但硬件配置重復(fù)，信息共享不充分，缺乏全站系統(tǒng)層的協(xié)調(diào)和功能優(yōu)化，整體投資成本較大。站域保護(hù)可以在實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易母線保護(hù)的同時(shí)，完成冗余保護(hù)、優(yōu)化后備保護(hù)、安全自動(dòng)控制（全站備投、主變過(guò)載聯(lián)切、低周低壓減載等）。同時(shí)作為層次化保護(hù)控制系統(tǒng)的一部分，向下優(yōu)化就地主保護(hù)功能，向上為廣域保護(hù)功能提供全站信息支撐。站域保護(hù)功能整合示意如圖3所示。站域保護(hù)是多功能集成設(shè)備，同時(shí)充分考慮了各個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的軟硬件的相對(duì)獨(dú)立性，既減少了設(shè)備投資，也確保了功能的可靠。

圖3　站域保護(hù)功能整合示意

站域保護(hù)，避免了過(guò)流啟動(dòng)元件分散在不同的設(shè)備中帶來(lái)的功能復(fù)雜，通過(guò)專用設(shè)備完成簡(jiǎn)易母線保護(hù)功能，減低運(yùn)行維護(hù)的困難。站域保護(hù)各間隔信息配合如圖4所示。對(duì)于像圖4所示的復(fù)雜主接線，優(yōu)勢(shì)更為明顯。

圖4　站域保護(hù)各間隔信息配合

2.1.2信息傳遞方案

站域保護(hù)采集全站變低電流、分段電流；小電源閉鎖信號(hào)、普通饋出閉鎖信號(hào)、分段閉鎖信號(hào)；輸出跳小電源、跳分段開(kāi)關(guān)、跳變低開(kāi)關(guān)命令。站域保護(hù)信息傳遞示意如圖5所示。所有的信息統(tǒng)一匯總至站域保護(hù)設(shè)備，邏輯配合在站域保護(hù)內(nèi)部完成，對(duì)外的信息清晰，只有采樣、閉鎖、跳閘信號(hào)。

圖5　站域保護(hù)信息傳遞示意

2.1.3網(wǎng)絡(luò)方案優(yōu)化

目前智能化變電站通用網(wǎng)絡(luò)方案為“三層兩網(wǎng)”，站控層、間隔層、過(guò)程層3層結(jié)構(gòu)[10]。對(duì)于低壓系統(tǒng)，可以配合站域保護(hù)設(shè)備功能整合的特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化。從信息流量分析，突發(fā)的信息主要為GOOSE信息，MMS/SV報(bào)文信息相對(duì)固定，站域保護(hù)中的簡(jiǎn)易母線只采集了主變進(jìn)線及分段的電流數(shù)據(jù)，并沒(méi)有像高壓變電站采集每個(gè)支路電流，SV報(bào)文流量需求并不大。這種情況下，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建可采用三網(wǎng)合一方案，站域保護(hù)采用網(wǎng)采網(wǎng)跳，MMS，SV，GOOSE報(bào)文共網(wǎng)共口傳輸，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方案如圖6所示。

圖6　站域保護(hù)三網(wǎng)合一方案

（1）源頭治理：發(fā)送方流量抑制，對(duì)頻繁變位造成的GOOSE流量進(jìn)行抑制，并置相應(yīng)品質(zhì)；

（2）中間疏導(dǎo)：在數(shù)據(jù)交換鏈路中對(duì)不同報(bào)文做特定流量控制，減少不同信號(hào)之間的相互影響；

（3）接收把關(guān)：接收方對(duì)不同報(bào)文區(qū)分對(duì)待，抑制風(fēng)暴，提高裝置處理能力。

交換機(jī)按MAC地址（GOOSE，SV）、協(xié)議類型（MMS）進(jìn)行流量控制；根據(jù)不同應(yīng)用設(shè)置相應(yīng)MAC的流量控制上限，超過(guò)上限交換機(jī)內(nèi)部直接進(jìn)行部分?jǐn)?shù)據(jù)丟棄處理；實(shí)現(xiàn)了對(duì)故障報(bào)文的有效防御，確保了同一接收端口的其他報(bào)文的傳輸可靠性。

2.2站域保護(hù)簡(jiǎn)易母線保護(hù)原理

簡(jiǎn)易母線保護(hù)通過(guò)嵌入在站域保護(hù)中的過(guò)流動(dòng)作元件及饋出（包括線路、站用變、接地變、電容器、電抗器等）保護(hù)裝置中的閉鎖元件完成低壓母線保護(hù)。母線區(qū)外故障時(shí)，相關(guān)饋出保護(hù)能夠發(fā)出閉鎖信號(hào)閉鎖簡(jiǎn)易母線保護(hù)。母線區(qū)內(nèi)故障時(shí)，綜合判斷閉鎖信號(hào)的來(lái)源，區(qū)分是否為小電源線路，通過(guò)簡(jiǎn)易母線保護(hù)快速動(dòng)作切除變壓器低壓側(cè)開(kāi)關(guān)、母線分段開(kāi)關(guān)或是小電源線路。站域保護(hù)以變電站為單元進(jìn)行配置，一套站域保護(hù)實(shí)現(xiàn)整站的簡(jiǎn)易母線保護(hù)及低頻低壓、備自投等相關(guān)功能。其中母線保護(hù)又根據(jù)站內(nèi)間隔的特點(diǎn)分為，變壓器單元母線保護(hù)、分段單元母線保護(hù)。如圖7所示，變電站站域保護(hù)的簡(jiǎn)易母線功能可細(xì)分為3臺(tái)主變單元，2個(gè)分段單元。

圖7　站域保護(hù)中的簡(jiǎn)易母線保護(hù)配置

針對(duì)不同類型間隔的特點(diǎn)，主變單元、分段單元的原理邏輯有所不同，如圖8、圖9所示。

信息化的發(fā)展和運(yùn)用逐漸趨向成熟，各種信息化市場(chǎng)也逐漸趨向飽和。所以電信運(yùn)營(yíng)商信息化業(yè)務(wù)的競(jìng)爭(zhēng)十分激烈。不斷升級(jí)電信運(yùn)營(yíng)商內(nèi)部的中心系統(tǒng)，采用先進(jìn)硬盤零件，引進(jìn)高科技技術(shù)。數(shù)據(jù)管理和監(jiān)控要求企業(yè)采取統(tǒng)一化的管理方法，因?yàn)槟Ｊ缴?jí)和系統(tǒng)升級(jí)是依賴于這兩個(gè)因素的。信息化企業(yè)客戶數(shù)量龐大，流失起來(lái)也很快。信息化企業(yè)可以利用這個(gè)特點(diǎn)進(jìn)行客戶的快速挑選，確認(rèn)優(yōu)質(zhì)客戶并且把客戶流穩(wěn)定下來(lái)，發(fā)掘更多的潛在客戶渠道。信息化的企業(yè)還應(yīng)該注意企業(yè)本身的業(yè)務(wù)水平，有意識(shí)提高自己的業(yè)務(wù)能力，增強(qiáng)自己企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

圖8　站域保護(hù)變低單元邏輯圖

圖9　站域保護(hù)分段單元邏輯圖

對(duì)于變低間隔，判斷本段母線上連接的分段及主變進(jìn)線差流，結(jié)合小電源及普通饋出閉鎖信號(hào)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易母線保護(hù)。由于在母線故障時(shí)小電源線路可能會(huì)發(fā)閉鎖信號(hào)，而普通饋出不會(huì)發(fā)閉鎖信號(hào)。所以在收到小電源閉鎖信號(hào)，而普通饋出未發(fā)閉鎖信號(hào)的情況下，經(jīng)t1延時(shí)，先跳開(kāi)本段母線上的小電源。判斷為母線故障時(shí)，正常情況經(jīng)t2跳開(kāi)分段，縮小故障范圍，經(jīng)t3跳開(kāi)主變變低進(jìn)線，切除母線故障。如啟動(dòng)了聯(lián)切小電源邏輯，則加速只經(jīng)100 ms啟動(dòng)II段動(dòng)作。

對(duì)于分段間隔綜合考慮與該分段相關(guān)的母線上所有間隔，經(jīng)t1跳聯(lián)切發(fā)出閉鎖信號(hào)的小電源，經(jīng)t2或是加速100 ms啟動(dòng)II段動(dòng)作，跳開(kāi)分段間隔。為確保站域保護(hù)可以適用于任何廠家的設(shè)備，統(tǒng)一閉鎖信號(hào)的發(fā)出原則。

（1）每段母線上的饋出間隔發(fā)送閉鎖信號(hào)給該母線的分段和變低，閉鎖信號(hào)分2種：即小電源閉鎖和普通饋出閉鎖。

（2）分段發(fā)閉鎖信號(hào)給相連母線上的變低。

（3）分段過(guò)流的情況下，若相連母線的變低過(guò)流則該分段不給相鄰分段發(fā)閉鎖信號(hào)，否則給相鄰分段發(fā)閉鎖信號(hào)。

（4）分段收到相連母線上普通出線的閉鎖信號(hào)，則轉(zhuǎn)發(fā)給相鄰分段。

（5）故障切除后瞬時(shí)收回閉鎖信號(hào)，或是在饋出線路或分段拒跳時(shí)收回閉鎖信號(hào)（判斷條件為跳閘發(fā)出后500 ms依然有流）。

3　站域保護(hù)中簡(jiǎn)易母線動(dòng)作分析

以1號(hào)變帶3段母線運(yùn)行方式為例，接線方式如圖10所示。

圖10　1號(hào)變帶三段母線

3.1K13區(qū)外故障

（1）小電源1L1、普通出現(xiàn)1Ln過(guò)流，向分段FD1、變低1DL發(fā)閉鎖信號(hào)，因小電源線路和普通線路同時(shí)發(fā)閉鎖信號(hào)，所以不會(huì)先跳小電源1L1。

（2）小電源2L1過(guò)流，向分段FD1、分段FD2發(fā)閉鎖信號(hào)；小電源3L1過(guò)流，向分段FD2發(fā)閉鎖信號(hào)；此時(shí)因小電源線路和普通線路不同時(shí)發(fā)閉鎖信號(hào)，可能會(huì)引起分段FD2母線保護(hù)單元?jiǎng)幼飨忍‰娫?L1，3L1。

（3）分段FD1收到1Ln普通線路閉鎖信號(hào)后向分段FD2轉(zhuǎn)發(fā)閉鎖信號(hào)；有效地閉鎖了分段FD2母線保護(hù)動(dòng)作，確保不會(huì)誤跳小電源2L1，3L1。

（4）分段FD1過(guò)流，向變低1DL發(fā)閉鎖信號(hào)；分段FD2過(guò)流向分段FD1發(fā)閉鎖信號(hào)。

（5）若出線1Ln自身保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)則故障切除。

（6）若出線1Ln拒跳則500 ms后收回閉鎖信號(hào)，分段FD1不再給分段FD2轉(zhuǎn)發(fā)閉鎖；分段FD2過(guò)流，繼續(xù)閉鎖分段FD1；分段FD1過(guò)流，閉鎖變低1DL。由于分段FD1不再閉鎖分段FD2母線保護(hù)，則分段FD2母線過(guò)流動(dòng)作跳小電源2L1，3L1。隨著小電源2L1，3L1的切除，分段FD2，F(xiàn)D1將不再過(guò)流，不再閉鎖變低1DL母線保護(hù)，變低1DL母線保護(hù)過(guò)流動(dòng)作將先跳小電源1L1，再跳分段FD1，最后跳開(kāi)變低1DL，切除整段母線。

3.2K1區(qū)內(nèi)故障

（1）小電源1L1過(guò)流，向分段FD1，1DL發(fā)閉鎖信號(hào)；小電源2L1過(guò)流，向分段FD1，F(xiàn)D2發(fā)閉鎖信號(hào)；小電源3L1向分段FD2發(fā)閉鎖信號(hào)。

（2）普通線路1Ln不過(guò)流，不發(fā)閉鎖信號(hào)，所以分段FD1不向FD2轉(zhuǎn)發(fā)閉鎖。

（3）分段FD1過(guò)流，向變低1DL發(fā)閉鎖。

（4）分段FD2過(guò)流，向分段FD1發(fā)閉鎖。同時(shí)分段FD2母線保護(hù)動(dòng)作跳小電源2L1，3L1。

（5）小電源2L1，3L1小電源切除后，分段FD1不再過(guò)流，不再閉鎖變低1DL，則變低1DL母線保護(hù)動(dòng)作先跳先1L1，再通過(guò)100 ms加速跳分段FD1及變低1DL。切除母線故障。

其余的故障類型動(dòng)作分析與上述相似，不再累述。

4　工程應(yīng)用

基于站域保護(hù)的簡(jiǎn)易母線在國(guó)網(wǎng)2013年新一代智能化變電站試點(diǎn)項(xiàng)目武漢110 kV未來(lái)城變電站中進(jìn)行了安裝、調(diào)試、運(yùn)行。

未來(lái)城變電站有110 kV/10 kV 2個(gè)電壓等級(jí)，110 kV為單母分段接線，本期2臺(tái)主變（兩圈變，低壓側(cè)雙分支)，2條進(jìn)線，1個(gè)分段；遠(yuǎn)期4條進(jìn)線，3臺(tái)主變；本期10 kV共4段母線（環(huán)形首尾分段相連），2個(gè)分段，24條出線，4組電容和2臺(tái)站用變，遠(yuǎn)期10 kV共6段母線（環(huán)形首尾分段相連），3個(gè)分段，36條出線，6組電容和2臺(tái)站用變，具體接線如圖11所示。

未來(lái)城的主接線相當(dāng)復(fù)雜，饋出、電源間隔數(shù)量多，設(shè)備間配合復(fù)雜邏輯復(fù)雜，特別是項(xiàng)目本身分兩期建設(shè)，需考慮遠(yuǎn)景擴(kuò)容問(wèn)題。傳統(tǒng)的接點(diǎn)配合方式簡(jiǎn)易母線保護(hù)，或是智能站中分散功能的簡(jiǎn)易母線保護(hù)實(shí)施起來(lái)難度很大。

武漢未來(lái)城項(xiàng)目采用了站域保護(hù)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易母線功能，采用三網(wǎng)合一、網(wǎng)采網(wǎng)跳組網(wǎng)方案，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，降低設(shè)備投入；采用VLAN和靜態(tài)組播相結(jié)合的方式，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)流量，降低了網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴對(duì)設(shè)備功能的影響；站域保護(hù)通過(guò)SV/GOOSE/MMS合一的網(wǎng)絡(luò)，直接采集電源間隔電流及相關(guān)間隔閉鎖信號(hào)，各間隔間的邏輯配合全部在站域保護(hù)中實(shí)現(xiàn)，站域保護(hù)與外部間隔之間配合邏輯簡(jiǎn)單清晰，大大減少了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試維護(hù)工作量，也有利于遠(yuǎn)景系統(tǒng)擴(kuò)建。

圖11　武漢110 kV未來(lái)城項(xiàng)目主接線

武漢未來(lái)城的站域保護(hù)基于全站信息的綜合判斷，在實(shí)現(xiàn)10 kV低壓系統(tǒng)簡(jiǎn)易母線功能的同時(shí)，也具備110 kV線路冗余保護(hù)（含重合閘、不含光差保護(hù)）、110 kV分段保護(hù)、主變低壓側(cè)后備保護(hù)優(yōu)化功能（加速主變低壓側(cè)過(guò)流保護(hù)，縮短后備保護(hù)切除故障時(shí)間），站域備自投、主變過(guò)載聯(lián)切、低周減載緊急控制等功能，充分地發(fā)揮了智能化變電站信息共享的特點(diǎn)。與此同時(shí)預(yù)留了廣域保護(hù)的接口，為今后的功能擴(kuò)展打下了基礎(chǔ)。

5　結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)變電站低壓母線保護(hù)實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)，充分發(fā)揮智能化變電站信息共享的優(yōu)勢(shì),提出一種基于站內(nèi)聯(lián)鎖信息的站域保護(hù)，通過(guò)全站信息的判斷決策實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易母線保護(hù)功能。應(yīng)用GOOSE通信機(jī)制，三網(wǎng)合一技術(shù)，解決簡(jiǎn)易母線保護(hù)回路復(fù)雜，設(shè)備投資大等問(wèn)題。通過(guò)實(shí)施方案、原理，動(dòng)作過(guò)程分析，驗(yàn)證了通過(guò)站域保護(hù)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易母線的優(yōu)勢(shì)及可行性，并展現(xiàn)出站域保護(hù)多功能集成的應(yīng)用前景。

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Study on Substation-area Protection Based Simple Bus Protection

WEI Chengzhi1, WANG Kai2, WEN An1, LI Yang2, ZHAO Manyong1, HUANG Weifang1, MOU Min1
(1. Southern Power Grid Power Dispatch Control Center, Guangzhou 510623, China；2. Nanjing Nari-Relays Electric Co. Ltd., Nanjing 211102, China)

Abstract：According to the demand of low voltage busbar protection in substation, the function of the simple bus protection is realized by using the substation-area protection based on the information of the station. Through the analysis of the difficulties of the existing low voltage busbar protection, with the application of the smart substation technology, the design of the simple bus implementation scheme, the principle and the action process analysis are given. The implementation scheme has been applied in the new generation of smart substation, which proves the reliability and technical superiority.

Key words：smart substation；simplified；substation-area protection；tri-networks integration

作者簡(jiǎn)介：

收稿日期：2015-10-13；修回日期：2015-11-30

中圖分類號(hào)：TM773

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1009-0665（2016）02-0072-05