智慧型變電站繼電保護特點

1、取樣方式

（1）合併單元

在智慧型變電站中，同一電氣間隔內，將電流/電壓互感器輸出的電流、電壓，共同接入乙個稱為「合併單元」（mu）的裝置，以數字量的形式送給保護、測控等二次裝置。

mu的作用除了將互感器輸出的電流、電壓訊號合併，輸出同步取樣資料。還為互感器提供統一的輸出介面，使不同型別的電子式互感器與不同型別的二次裝置之間能夠互相通訊。mu的數字量輸出介面通常被稱為sv介面，主要以光纖為主。

（2）取樣方式

常規保護裝置取樣方式是通過電纜直接接入常規互感器的二次側電流、電壓，保護裝置自身完成對模擬量的取樣和a/d轉換。

智慧型站數位化保護裝置取樣方式變為接受合併單元送來的取樣值數字量，取樣和a/d轉換的過程實際上在合併單元中完成。

也就是說對於保護裝置而言，傳統的取樣過程變成了和合併單元的通訊過程。所以對於智慧型站而言，取樣的重點是取樣資料傳輸的同步問題。

保護裝置從合併單元接受取樣值資料，可以直接點對點連線（保護裝置和合併單元通過光纖直接通訊），這樣的方式我們稱之為「直採」；也可以經過sv網路（經過過程層交換機通訊），這樣的方式稱之為「網採」。

由於sv取樣資料量較大（每秒4000個點），如果採用網採的方式對交換機的要求很高。考慮到取樣的可靠性和快速性，《智慧型變電站繼電保護技術規範》要求，繼電保護應採用直採，這是重要的技術原則。

2、跳閘方式

（1）智慧型終端

智慧型終端（也叫智慧型操作箱）是斷路器的智慧型控制裝置。智慧型終端實現了斷路器操作箱迴路、操作箱繼電器的數位化、智慧型化。除了輸入、輸出觸點外，操作迴路功能通過軟體來實現，操作迴路二次接線大大簡化。

斷路器智慧型終端從收到跳合閘命令到出口動作時間不大於7ms。

斷路器智慧型終端具備以下功能：

a.接收保護裝置跳合閘命令和測控裝置的手合、手分命令；

b.提供跳閘出口接點和合閘出口接點。220kv以上的智慧型終端至少應提供兩組分相跳閘接點和一組合閘接點；

c.可以給保護、測控裝置傳送斷路器、隔離開關、接地開關的位置、斷路器本體訊號等；

d.防跳功能、跳合閘自保持、控制迴路斷線監視、跳合閘壓力閉鎖等功能；

e.智慧型終端的告警訊號可通過goose口上送；

f.具備對時功能和事件報文記錄功能；

對於220kv及以上電壓等級的繼電保護有雙重化配置要求：兩套保護的電壓、電流取樣分別取自相互獨立的合併單元；兩套保護的跳閘迴路應與兩套智慧型終端分別一一對應；兩套智慧型終端與斷路器的兩個跳閘線圈分別一一對應。

（2）跳閘方式

斷路器智慧型終端的出現改變了斷路器的操作方式。常規保護裝置採用電路板上的出口繼電器經電纜直接連線到斷路器操作迴路實現跳閘；智慧型站數位化保護裝置則通過通過光纖介面接入到斷路器智慧型終端實現跳合閘。保護裝置之間的閉鎖、啟動訊號也有常規站的硬接點、電纜連線改為通過光纖、網路交換機來傳遞。

保護裝置向智慧型終端傳送跳閘命令，可以直接點對點連線（保護裝置和智慧型終端通過光纖直接通訊），這樣的方式我們稱之為「直跳」；也可以經過goose網路（經過過程層交換機通訊），這樣的方式稱之為「網跳」。

之前我們提到過，goose報文是事件驅動的，所以資料量要比sv報文小很多。不過同樣考慮到跳閘的可靠性和快速性，《智慧型變電站繼電保護技術規範》要求，對於但間隔的保護應採用直跳方式，涉及多間隔的保護（母線保護）宜採用直跳，如確有必要，在滿足可靠性和快速性的要求的情況下可以採用網跳。

關於直採、直跳、網採、網跳的示意圖如下圖所示。

3、二次迴路

合併單元、智慧型終端的應用實現了取樣與跳閘的數位化，從整體上促進了變電站二次迴路的光纖化和網路化。傳統站的硬接點也變為通過光纖、交換機傳遞。這樣的改變大大簡化了傳統站的二次迴路的複雜程度，提高了抗干擾能力。

而且通過一些列的sv/goose斷鏈訊號實現了二次迴路狀態的**監測。

4、裝置構成

數位化保護裝置電流、電壓取樣通過sv介面實現；

開關量輸出（跳合閘命令、閉鎖訊號輸出、啟動訊號輸出）和開關量輸入（閉鎖、啟動）通過goose介面實現。

因此裝置通訊介面數量大大增加，而且多為光纖介面，發熱量大，為裝置設計帶來了困難。因此提出了保護裝置獨立分散、就地安裝。保護裝置**處理和輸出、輸入分散在多台裝置中實現。

當前智慧型站中保護裝置就地安裝的不多，通常是將智慧型終端、合併單元等二次裝置就地安裝在斷路器附近的智慧型控制櫃內。智慧型控制櫃具備空調等環境調節功能，盡量為二次裝置提供較好的的執行環境。不過考慮到室外環境惡劣，為減少裝置故障率，智慧型終端、合併單元一般不配備顯示屏。

通過上面的介紹可以看出，智慧型站數位化繼電保護在保護原理上與傳統繼電保護差別並不大，主要是在一次、二次裝置的功能定位進行了新的劃分，通訊手段進行了改變。我們用下面這張圖進行乙個簡單概括，便於理解。