智能电网 199 220kV变电站分布式微机母线保护的研究 220kV变电站分布式微机母线保护的研究 国网晋中供电公司 国网山西省电力公司检修公司 邵伟洲 田翀 刘军 摘要：变电站母线部分是发、输、变、供电的枢纽，是电网的重要组成。本文以某220kV变电站母线保护为依 托，调研了220kV变电站母线保护的现状，通过分析研究得出无主单元的分布式母差保护原理上是可行的，在 未来的发展中，分布式微机母线保护将成为母线保护的发展趋势。 关键词：数字式母线保护；环形通讯；微机；分布式 0 引言 本文采用环形通讯网络来实现分布式微机母差保护，将原有分布式微机母差保护的主单元取消，把 各个子单元完全分散地布置。由于所有间隔单元的软、硬件构成都相同，因此这里母差保护的计算与判 断都将分散到各个间隔单元当中。本文以某 220kV 站（220kV 侧为双母线接线，出线 8 回，主变 3 台， 母联 1 个）为例展开研究。 1 220kV变电站母线保护 1.1 传统母线保护分析 1.1 传统母线保护分析 母差保护按对外等效阻抗可分为低阻抗、中阻抗、高阻抗三种。 低阻抗型母差保护接线简单、可瞬时启动 [1]，装置可靠，造价低，但动作速度慢，对 CT 饱和特性要 求高，不能适应电网稳定要求严格的场合。中阻抗型母差保护在性能上优于低阻抗型母差保护，且受区 外故障 CT 饱和的影响小， 中阻抗母差保护在运行中的问题是使用比较复杂 [2]。 高阻抗母差保护灵敏度高， 二次回路接线简单，调试方便，存在的问题是过电压。 1.2 微机母线保护分析 1.2 微机母线保护分析 现代微机母线保护没有公共的差电流回路，差流方式是首先对各元件电流进行模数转换，然后计算 提取差动量和制动量，差动量的提取与低阻抗母差保护相似 [3]。微机母线保护使用二次电缆多于老式低 阻抗母差保护，加之微机装置本身费用，经济性较差。 2 220kV变电站分散式布置母差保护 目前已投用的分散布置母线保护的构成形式基本相同， 后台母线保护主单元通过星形通讯网络与母 线上连接元件相对应的间隔单元通信。220kV 系统变电站母线上连接元件较多，且采样速率高，使得分 布式母差保护通讯网络上的数据吞吐量巨大，同时对通讯网络的传输速率和可靠性也提出了较高的要 求，如何降低分布式母差保护对通讯网络的高要求是一个重要的课题。 3 环形通讯网络的数据传输方式 在集中式母差保护上发展起来的分布式母差保护一般设有后台主单元，拓扑方式以主单元为中心， 各间隔单元与主单元网络采用星型连接。对于一个 1 个间隔单元的变电站，如每周波采样 24 点，即每 秒采样 1200 点，采用分相差动方式，采样值精度为 12 位，则每秒通讯仅传输电流采样值的数据量为： 11（间隔单元）×1200（Hz）×3（相）×12（位）=475200 bps