【正文】 做到硬、軟件資源共享。因此變電站綜合自動化系統(tǒng)具有功能綜合化、結(jié)構微機化、操作監(jiān)視屏幕化、運行管理職能化等特征。變電站綜合自動化是將變電站的二次設備（包括測量、信號、繼電保護、自動裝置、遠動裝置等）經(jīng)功能組合與優(yōu)化，利用先進的計算機技術、現(xiàn)代電子技術、通信技術、信號處理技術，實現(xiàn)對全變電站的主要設備和輸、配電線路的自動監(jiān)視、測量、自動控制和微機保護，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動化功能。電力系統(tǒng)自動化一般有兩方面的內(nèi)容[17]：(1)常規(guī)自動裝置：重合閘裝置、備用電源自動投入裝置、發(fā)電機的自動勵磁調(diào)節(jié)裝置、自動按頻率減負荷裝置、自動準同期裝置；(2)電力系統(tǒng)調(diào)度自動化：即電力系統(tǒng)的實時調(diào)度，對電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)實時監(jiān)視和控制，以提高系統(tǒng)安全、經(jīng)濟運行水平，提高電能質(zhì)量。與COMTRADE兼容的故障錄波。(10)完善的事件報文處理，可保存最新64次動作報告，24次故障錄波報告。(8)電路板采用表面貼裝技術，減少了電路體積，減少發(fā)熱，提高了裝置可靠性。(6)先進可靠的振蕩閉鎖功能，保證距離保護在系統(tǒng)振蕩加區(qū)外故障時能可靠閉鎖，而在振蕩加區(qū)內(nèi)故障時能可靠切除故障。(4)自動適應系統(tǒng)電源方式的變化，弱電情況下縱聯(lián)保護可靠跳閘，安全性高。在每個采樣點完成所有的保護邏輯測量和計算，以及報告的實時整理。單片機（總起動元件）與DSP（保護測量）的數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)在電子電路上完全獨立，只有總起動元件動作才能開放出口繼電器正電源，從而真正保證了任一器件損壞不致于引起保護誤動。單片機（總起動元件）與DSP（保護測量）的數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)在電子電路上完全獨立，只有總起動元件動作才能開放出口繼電器正電源，從而真正保證了任一器件損壞不致于引起保護誤動。此外，RCS941B還包括以縱聯(lián)距離和零序方向元件為主體的快速主保護。 RCS941高壓輸電線路保護裝置RCS941裝置為由微機實現(xiàn)的數(shù)字式高壓輸電線路成套保護裝置，可用作110kV電壓等級輸電線路的主保護及后備保護。(11)靈活的后臺通信方式，配有RS485通信接口(可選雙絞線、光纖)或以太網(wǎng)。(10)裝置采用整體面板、全封閉機箱，強弱電嚴格分開，取消傳統(tǒng)背板配線方式，同時在軟件設計上也采取相應的抗干擾措施，裝置的抗干擾能力大大提高，對外電磁輻射也滿足相關標準。(8)適用于串聯(lián)電容補償線路。(6)先進可靠的振蕩閉鎖功能，保證距離保護在系統(tǒng)振蕩加區(qū)外故障時能可靠閉鎖，而在振蕩加區(qū)內(nèi)故障時能可靠切除故障。(4)反應工頻變化量的測量元件采用了具有自適應能力的浮動門檻，對系統(tǒng)不平衡和干擾具有極強的預防能力，因而測量元件能在保證安全性的基礎上達到特高速，起動元件有很高的靈敏度而不會頻繁起動。(2)動作速度快，線路近處故障跳閘時間小于10ms，線路中間故障跳閘時間小于15ms，線路遠處故障跳閘時間小于25ms。功能特點：(1)高速24點采樣、實時并行計算。高性能的硬件設計平臺，單片機＋DSP的模塊化設計。 RCS902超（特）高壓輸電線路高頻距離保護裝置RCS902裝置為由微機實現(xiàn)的數(shù)字式超高壓線路成套快速保護裝置，可用作220kV及以上電壓等級輸電線路的主保護及后備保護。(15)裝置采用整體面板、全封閉機箱，強弱電嚴格分開，取消傳統(tǒng)背板配線方式，同時在軟件設計上也采取相應的抗干擾措施，裝置的抗干擾能力大大提高，對外的電磁輻射也滿足相關標準。(13)適用于串聯(lián)電容補償線路。(11)先進可靠的振蕩閉鎖功能，保證距離保護在系統(tǒng)振蕩加區(qū)外故障時能可靠閉鎖，而在振蕩加區(qū)內(nèi)故障時能可靠切除故障。(9)反應工頻變化量的測量元件采用了具有自適應能力的浮動門檻，對系統(tǒng)不平衡和干擾具有很強的預防能力，因而測量元件能在保證安全性的基礎上達到特高速，起動元件有很高的靈敏度而不會頻繁起動。(7)64Kb/s或2048Kb/s高速數(shù)據(jù)通信接口，線路兩側(cè)數(shù)據(jù)同步采樣，支持兩側(cè)電流互感器變比不一致。(5)動作速度快，線路近處故障跳閘時間小于10ms，線路中間故障跳閘時間小于15ms，線路遠處故障跳閘時間小于25ms。(3)對暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)電容電流進行補償，差動保護靈敏度很高。(2)高速24點采樣、實時并行計算。性能特點：(1)高性能的硬件設計平臺，單片機＋DSP的模塊化設計。 RCS931超（特）高壓輸電線路電流差動保護裝置RCS931裝置為由微機實現(xiàn)的數(shù)字式超高壓線路成套快速保護裝置，可用作220kV及以上電壓等級輸電線路的主保護及后備保護。 線路保護的裝置選型 根據(jù)輸電線路所設保護的整定計算結(jié)果，選擇合適的微機保護裝置[15]。重合閘后加速保護就是當線路第一次故障時，保護有選擇性動作，然后，進行重合。為了能盡量利用重合閘所提供的條件以加速切除故障，繼電保護與之配合時，一般采用兩種方式，重合閘前加速保護和重合閘后加速保護。由于相電流差突變量元件僅反映故障分量，不同故障類型感受靈敏度不一樣，應取最嚴重故障條件下動作值。由于只反應故障電流量，不需要躲過負荷電流，因此選用該元件不存在失壓問題和電流、電壓相位關系問題。此元件不反應穩(wěn)態(tài)量，因此在全相或非全相運行的負荷狀態(tài)下都不會誤動作。在最大負荷情況下，出口單相接地時非故障相選相元件應不誤動。當計及接地電阻影響時，選相元件應能相繼動作。非故障選相元件在單相接地時，不論過渡電阻大小，具有領前相輔助極化電壓的選相元件都較其他方向阻抗元件不易誤動作。由于帶記憶作用，它的靜態(tài)及動態(tài)特性比非方向阻抗選相元件好。(1)在統(tǒng)一設計接線中，推薦采用方向阻抗繼電器作為距離選相元件。綜合自動重合閘的一個主要部分是選相元件，選相元件的作用是當線路發(fā)生接地故障時能正確選擇故障相別。如果三相重合閘不成功或單相重合閘不成功而系統(tǒng)又不允許非全相運行時，均應將三相斷開，并不再進行重合。保護裝置閉鎖角一般有三個整定值，即、應選取閉鎖角大于計算值，一般如下：線路長度為50km以內(nèi)時，??；線路長度為50~250km以內(nèi)時，??；線路長度為250km以上時，取。(3)阻抗繼電器動作的整定 被保線路末端三相短路時阻抗元件應能夠可靠動作，動作阻抗為 （）式中 ——元件靈敏系數(shù)，； ——線路的阻抗值。的動作電流計算 （） 式中 ——可靠系數(shù)，~； ——繼電器返回系數(shù)，； ——線路可能的最大負荷電流。起動元件靈敏度按線路末端發(fā)生接地短路時最小負序電流來校驗≥2 （）式中 ——穩(wěn)定靈敏度； ——線路末端發(fā)生接地短路時，流過保護裝置的最小負序電流。(1)不對稱元件起動的整定為保證外部故障時保護裝置正確動作，低值起動元件靈敏度要高，低值與高值起動繼電器的動作電流的配合關系是 （）式中 、——起動元件的高值、低值起動繼電器的動作電流； ——可靠系數(shù)，~3。 相差高頻保護基本原理圖 相差高頻保護的整定 一套相差保護是由被保護線路兩側(cè)各半套高頻相差保護裝置組成[13]，為保證區(qū)外故障保護不誤動，區(qū)內(nèi)故障能正確動作，要求線路兩側(cè)電流互感器盡可能采用相同的型號和變比。在此采用電流給定的正方向是母線流向線路。第Ⅲ段保護的靈敏系數(shù)：作近后備時 ≥ （）作遠后備時 （）式中 ——相鄰線路末端短路時，實際可能的最大分支系數(shù)。按保證保護范圍末端短路時有足夠的靈敏度整定，即 （） 第Ⅱ段保護的靈敏系數(shù)為： （）(3)第Ⅲ段的整定計算動作阻抗通常按躲過最小負荷阻抗整定。~；——可靠系數(shù)。(2)第Ⅱ段的整定計算動作阻抗按如下條件計算，一般選其中最小者為整定值。 高頻閉鎖距離保護的整定(1)第Ⅰ段整定計算對輸電線路，按保護范圍不伸出線路末端整定，即 （）式中 ——可靠系數(shù)，~； ——被保護線路的阻抗。 高頻閉鎖距離保護包括相間距離保護和接地距離保護，相間短路阻抗繼電器采用接線方式。高頻主保護和后備保護復合為一體。采用距離保護的起動元件兼做高頻保護的起訊元件，而利用方向阻抗元件兼做高頻保護的停訊元件。(3)靈敏度校驗 ≥2 （)式中 ——靈敏度系數(shù)；——最小運行方式下變壓器低壓側(cè)三相短路穩(wěn)態(tài)電流（A）；——保護裝置二次動作電流。按躲過電流互感器二次側(cè)回路斷線而引起的電流變動來計算 = （)式中 ——可靠系數(shù)，；——線路的最大負荷電流。(1)動作電流的整定按躲過勵磁涌流來整定 （)式中 ——可靠系數(shù)，；——線路的最大負荷電流。 差動保護原理接線圖光纖差動保護原理與差動保護原理相同，只是用光纖作為繼電保護的通道介質(zhì)，其具有不怕超高壓與雷電電磁干擾、對電場絕緣、頻帶寬和衰耗低等優(yōu)點，光纖保護目前已在國內(nèi)部分地區(qū)得到較為廣泛的使用。由于預先選擇好兩側(cè)電流互感器的變比和接線方式，故該部平衡電流值很小，流入電流繼電器內(nèi)的電流，保護部不動作。因此，理論上這種縱聯(lián)保護具有絕對的選擇性。110 kV線路需要設兩套全線速動保護，一套主保護，一套后備保護。(5)短路暫態(tài)過程延時同要求保護快速動作產(chǎn)生矛盾，同時電流互感器、電壓互感器本身的暫態(tài)也影響保護的動作時間。(3)對超高壓送電線路，當輸送功率較大時，負荷阻抗可能接近短路阻抗，因此要求保護具有區(qū)分短路和負荷狀態(tài)的能力。從繼電保護方式看，中性點直接接地電網(wǎng)的特點及對保護的影響主要有以下幾點[7]： (1)中性點直接接地的高壓電網(wǎng)最顯著的特點是單相接地時有較大的零序電流，因此要求快速切除故障以減少對通信線路和設備危險影響。電壓互感器二次側(cè)額定電壓可按《電力工程電氣設計手冊》P251表6~36選擇[6]。(3)熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗：熱穩(wěn)定：It2≥Qk或(KtIN1)2≥Qk(t=1) （）內(nèi)部動穩(wěn)定：ies≥ich或IN1Kes≥ich （）外部動穩(wěn)定：Fal≥107ich2L/a （）式中 Fal——作用于電流互器瓷帽端部的允許力； L——電流互感器出線端至最近一個母線支柱絕緣子之間的跨距。 電流互感器的選型(1)一次回路額定電壓和電流的選擇[4]： UN≥UNs （） IN≥Imax （）式中 IN、UN——電流互感器一次回路額定電壓和電流； UNs——安裝地點的電網(wǎng)電壓； Imax——流過電流互感器的長期最大工作電流。(4)兼作為并聯(lián)電容器組泄能和兼作為限制切斷空載長線過電壓的電磁式電壓互感器，其與電容組之間和與線路之間不應有開斷點[5]。旁路母線上是否需要裝設電壓互感器，應視各回出線外側(cè)裝設電壓互感器的情況和需要確定。電氣互感器的配置應能保證在運行方式改變時，保護裝置不得失壓，同期點的兩側(cè)都提取到電壓。根據(jù)以上要求，結(jié)合安全、可靠、經(jīng)濟等原則，選擇主接線中電流互感器的配置。(3)對直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置。 各母線側(cè)短路計算結(jié)果運行方式短路類型短路點最大運行方式最小運行方式220kV母線側(cè) kA kA kA kA kA kA kA kA110kV母線側(cè) kA kA kA kA kA kA kA kA10kV母線側(cè) kA kA kA kA kA kA kA kA3 互感器的配置與選型(1)凡裝有斷路器的回路均應裝設電流互感器，數(shù)量應滿足測量儀表、保護和自動裝置要求。(3)計算時，基準容量取100MVA，基準電壓取各級平均額定電壓，即220kV側(cè)取230kV，110kV側(cè)取115kV。本變電站有三個電壓等級，根據(jù)220kV、110kV側(cè)進行繼電保護的整定計算的要求，取如下三個短路點（）： 短路點選擇 計算方法及結(jié)果(1)本站的最大運行方式為兩臺主變并列運行，此時阻抗最小；最小運行方式為單臺主變運行，此時阻抗最大。 短路點的確定短路點應選擇在正常接線方式時，短路電流為最大的點[2]。(7)不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。(5)電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。(3)正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行。為使所選電器具有足夠的可靠性、經(jīng)濟性和合理性，并在一定時期內(nèi)適應電力系統(tǒng)