过程层继电保护：原理及应用

2023-06-28 理论教育版权反馈

【摘要】：线路纵联保护为线路主保护部分，过程层线路后备保护部分设置在变电站层集中式保护装置中。图8-10WXH-802A系列装置后面反接线端子图2．变压器保护智能变压器保护装置一般选择分布式过程层配置，在运行时先实现差动保护，然后通过集中式安装后备保护。其中WBH-801适用于 500 kV 自耦变压器保护。· 典型设备举例WMH-801系列是全面支持新一代智能变电站的继电保护装置。

1．线路保护

智能变电站继电保护需要与整个变电站运行状态监测联系在一起，然后以间隔来确定单套配置。其中，智能变电站过程层线路保护一般选择用线路纵联保护装置进行保护，包括纵联差动保护与纵联距离保护两种方式。线路纵联保护为线路主保护部分，过程层线路后备保护部分设置在变电站层集中式保护装置中。

· 典型设备举例

WXH-802A 系列是全面支持新一代智能变电站的继电保护装置，依据《线路保护及辅助装置标准化设计规范》（Q/GDW 1161—2014），遵循功能配置、回路设计、端子排布置、接口标准、屏柜压板、保护定值（报告格式）的六部分统一原则。同时满足国网公司《智能变电站继电保护技术规范》（Q/GDW 441—2013）等标准的技术规范要求。所有保护装置按照《工程继电保护应用模型》（Q/GDW 1396—2013 IEC61850）进行保护逻辑建模。

WXH-802A 线路保护装置主保护为纵联距离保护和纵联零序方向保护，后备保护为三段式相间距离及接地距离保护、两段式零序过流保护、自动重合闸功能，适用于220 kV 及以上电压等级线路。

表8-2　WXH-802A系列保护具体配置

装置的前面板布置如图8-9 所示。

图8-9　WXH-802A系列装置的前面板布置图

保护装置前面板上包含 7 个信号灯。正常运行时CPU运行灯亮，重合允许灯亮，其他灯灭。具体灯的颜色、含义及点亮条件如表 8-3 所示。

表8-3　WXH-802A系列装置面板信号灯定义

保护装置的后面板如图8-10 所示。其中：6# 为过程层接口 NPI 插件、7# 为光 B码对时插件（可选）、8# 为保护 CPU 插件（含光纤接口模块）、9# 为开关量插件、A# 为站控层及人机 MMI 接口插件、B# 为稳压电源插件，其余为备用插件。

图8-10　WXH-802A系列装置后面反接线端子图

2．变压器保护

智能变压器保护装置一般选择分布式过程层配置，在运行时先实现差动保护，然后通过集中式安装后备保护。其中，在变压器进行差动保护时，非电量保护部分需要单独安装，并通过电缆将其直接与变电站断路器连接，这样断路器跳闸命令就可以通过光纤传输到全站式网络线路中，完成对整个变压器的差动保护。对于 110 kV 变压器，则在进行配置时，要求将主后备保护集成在一起，作为一体化双套配置。

· 典型设备举例

WBH-801 系列保护装置为微机实现的数字式超高压变压器保护装置，用作 220 kV 及以上电压等级变压器的主保护及后备保护。保护装置用于智能变电站，满足常规采样 GOOSE跳闸要求，模拟量采用常规互感器直接接入，开关量采用 GOOSE 接入。装置遵循《变压器、高压并联电抗器和母线保护及辅助装置标准化设计规范》（Q/GDW 1175—2013）、《变电站继电保护信息规范》（DL/T 1782—2017），功能配置接口以及保护定值（报告格式）均按照此标准进行设计。

其中WBH-801适用于 500 kV 自耦变压器保护。

保护配置：WBH-801 装置中可提供一台变压器所需要的全部电量保护，主保护和后备保护可共用同一 CT。保护配置情况如表 8-4 所示。

表8-4　WBH-801保护配置

续表

装置的前面板布置如图8-11 所示。

图8-11　WBH-801装置前面板布置图

保护装置面板上包含 7 个信号灯。正常运行时 CPU 运行灯亮，其他灯灭。具体灯的颜色、含义及点亮条件如表 8-5 所示。

表8-5　装置面板信号灯定义

装置的后面板如图8-12 所示。其中：1#、2#、3#、4# 为交流变换插件；5# 为采集插件；6# 为过程层接口插件；7# 为脉冲扩展插件（用于光 B 码对时接入）、8# 为保护 CPU 插件、9# 为开入开出插件、A# 为接口 CPU 插件，B# 为电源插件。

图8-12　WBH-801装置的后面板布置图

若对时方式为光B码对时，则对时信号接到7#脉冲扩展插件上；若对时方式为485B 码对时，则将对时信号接到A#接口CPU插件上。

3．母线保护

对于智能变电站母线保护，可以选择用分布式设计相应装置，在进行设计时，每个间隔之间可以选择用独立母线保护方式。110 kV 智能变电站母线可以选择用分段保护方式，保护单元与合并单元连接，并且与智能终端连接，这样无须网络来进行系统信息以及数据的交换，而是直接完成对数据信息的采样与分析，最终实现跳闸动作。

· 典型设备举例

WMH-801系列是全面支持新一代智能变电站的继电保护装置。满足国家电网有限公司《智能变电站继电保护技术规范》（Q/GDW 441—2010）、《变压器、高压并联电抗器和母线保护及辅助装置标准化设计规范》（Q/GDW 1175—2013）等标准的规范要求。所有保护装置按照《IEC61850工程继电保护应用模型》（Q/GDW 1396—2012）、《变电站继电保护信息规范》（DL/T 1782—2017）的规范要求进行建模。保护装置在满足“可靠性、选择性、灵敏性、速动性”的基础上，利用电子式互感器的特性进行了新原理、新特性方面的提升工作。

WMH-801 系列装置包含主机箱和子单元。主机箱完成保护功能、通信功能、SV（常规）采样和 GOOSE 跳闸；子单元为主机箱的扩展，完成 SV和GOOSE 的数据接收及转发功能。

装置的主要保护功能：

（1）分相式常规比率制动差动保护。

（2）分相式突变量比率制动差动保护。

（3）失灵经母差跳闸保护。

（4）CT断线告警。

（5）CT断线闭锁。

（6）SV信号及通道状态检测（链路中断、接收不匹配）。

（7）GOOSE信号及通道状态检测（链路中断、接收不匹配）。

（8）过程层接口状态监测（接收功率、发送功率、光口温度）。

WMH-801 的前面板布置如图8-13 所示。

图8-13　WMH-801装置前面板布置图