智能變電站母線保護綜述智能變電站簡介智能變電站除了具備數(shù)字信息、通信網(wǎng)絡、信息共享、標準化等基本需求外，還具有先進的集成、可靠、環(huán)保的智能化設備，能夠自動采集、計算、控制信息，并具有自動控制、智能化調(diào)節(jié)、故障分析等先進功能。智能變電站總體結(jié)構(gòu)可劃分為間隔層、站控層和過程層三個層次REF_Ref100512031\r\h[3]。其中，智能儀表以智能變電站為主體，實現(xiàn)變電站的配電、開關(guān)、傳輸、計算、控制、保護等一系列的功能。間隔層通常是指繼電保護、測量控制、故障錄波器等輔助裝置，通過間隔層的數(shù)據(jù)，對間隔層的基礎設施進行操作，達到隔離的作用。對變電站或多個核心設備進行測試和控制，以完成對變電站的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測、相位的采集、信號的采集和保護等。變電站的站控層一般由智能化系統(tǒng)、變電站控制系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡系統(tǒng)、定時系統(tǒng)等組成，終端級控制功能應該高度集成，可以在一臺PC機或嵌入式設備上實現(xiàn)，也可以分布在多臺PC機或嵌入式設備上。智能變電站具有低碳環(huán)保性、良好的交互性、可靠性的突出優(yōu)點。1、目前，在智能化變電站中，常規(guī)的電纜已經(jīng)不適用于電力系統(tǒng)，而是采用了光纜。并且在多種電子裝置中得到了廣泛的應用，因此智能變電站具有很好的集成化、低功耗的電子元件，加上傳統(tǒng)的充油變壓器沒有逃過被電子變壓器將取代的命運。2、智能工作站的特點和工作量，必須有良好的交互性。電網(wǎng)在其責任范圍內(nèi)運行的統(tǒng)計數(shù)據(jù)必須是安全、可靠、精確的反饋信息。3、智能化變電站是一種既能滿足用戶要求又能保證高品質(zhì)運行的高可靠性變電站，所以用戶對電力的基本要求之一是可靠性。(1)光纜取代了光纜，便于設計、安裝和調(diào)試；(2)模擬輸入回路及輸出回路由通訊網(wǎng)路所代替；(3)為了使信息得以全面共享，信息模型不會改變規(guī)則；(4)觀測和控制得到加強，產(chǎn)生了新的應用。母線保護的發(fā)展歷史1、傳統(tǒng)母線保護如果母線保護是完全電流差動保護，則電流互感器（CT）布置在每條母線道路上，母線兩端連接在母線接線端和母線的另一端，在各總線支路上，各繼電器分支上的次級電流合計為差分保護電流。由于變壓器不能接通，所以母線的選擇性很難在雙母線中得到保障。傳統(tǒng)母線保護按照電阻的不同可分為低阻、中阻和高阻母線差動保護。

(1)低阻抗母線差動保護傳統(tǒng)差動母線具有差動回路阻抗低、小負載的電流互感器、二次電壓低等優(yōu)點，能在內(nèi)部短路時快速工作，可在低壓母線中使用。在一般的工程中，電流差在非旋轉(zhuǎn)器件的作用下，通過速度飽和繼電器來消除繼電器的誤動作，或者通過增大制動量來避免繼電器的誤動作。(2)中阻抗母線差動保護中阻抗母線差動保護是一種特殊的母線差動保護，其制動特性阻抗與差動電路原理阻抗之比約為200，與瞬時電流值相比，動作速度快，約1～3毫秒，且不需要TA轉(zhuǎn)換比。中阻抗母線差動保護是利用TA飽和狀態(tài)下勵磁電阻較低，從而有效地避免了差動保護的誤動作。中壓母線差動保護次級環(huán)路的阻抗通常在數(shù)百歐姆左右，當變壓器飽和時，勵磁阻抗降低，差動回路電流不均衡，而中阻抗母線差動保護則具有制動性能，能在CT處將外部母線及保護設備飽和。當出現(xiàn)內(nèi)部故障時，電流會經(jīng)過差動繼電器，使其無法穿過電壓，實現(xiàn)了快速的動作保護，因此又稱半圓繼電器。中阻抗母線差動保護存在著保護整定計算復雜、需增加電流變壓器等缺陷。(3)高阻抗母線差動保護母線外部短路時，無故障分支電流較少，CT值不會飽和，但是分支電流的累加，可能會使CT飽和、勵磁電阻低、甚至為零。差動保護是由于各個分支的次級電流相加而引起的電流失衡，從而導致了差動保護的錯誤動作。若把低壓阻抗繼電器換成高阻抗，也就是母線差動保護的高阻抗，就能使阻抗在2.5K到7.5K之間。高阻抗母線差動保護具有接線簡便、靈敏度高、母線TA略有飽和、高阻抗母線差動保護等特點。而高阻抗差動母線的不足之處在于各個支路的電磁變壓器之間的轉(zhuǎn)換率是一樣的，所以一般都是完全的，而且具有較高的絕緣等級。2、集中式母線保護母線集中保護仍是傳統(tǒng)的集中保護方式，僅具備對數(shù)字裝置進行數(shù)據(jù)處理和判定的功能。相對于常規(guī)的匯流保護，其優(yōu)勢如下：(1)不需要共用電流差動回路，將變壓器二次繞組串聯(lián)起來，并根據(jù)軟件合成動作和制動電流REF_Ref100512138\r\h[4]，使二次回路變得簡單；(2)在不安裝輔助變流器的情況下，采用軟件進行均衡，每個分支變流器的變換率不同；(3)采用計算機保護的數(shù)據(jù)處理功能，對變壓器進行優(yōu)化操作，并對其進行飽和測試；(4)自適應切換工作模式及自適應保護總線。母線集中保護要求將二次電流和變壓器開關(guān)信號傳輸?shù)奖Ｗo設備，無法節(jié)省二次電源，無法徹底解決母線保護的復雜接線問題。變壓器二次電纜也易受EMI影響，在保護不正確動作時，由于干擾、保護電路故障、人身碰撞等因素，使整個母線斷開，難以擴展等。3、分布式母線保護1993年，分布式母線保護裝置的原理被天津大學提出，2010年，深圳市南瑞B(yǎng)P-2C-D型分布式母差保護裝置和本地分布式母線保護裝置在陜西順利運行的。國外公司首先提出了一種分布式局部總線保護原則，其原理是將總線保護劃分為多個模塊REF_Ref100512151\