牽(qian)引變電站既有保(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)采用面向設備一對一的(de)(de)元件保(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)，其后備保(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)通常按(an)階(jie)梯時限來整(zheng)定(ding)，保(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)動作(zuo)時限長，不(bu)(bu)能(neng)快速切除故障，同時不(bu)(bu)同元件的(de)(de)保(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)相(xiang)互(hu)獨(du)立(li)，信(xin)息不(bu)(bu)共享，基于本地信(xin)息的(de)(de)保(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)決策也(ye)難以對各類故障做(zuo)出*優判(pan)斷，不(bu)(bu)能(neng)滿足(zu)目(mu)前高速鐵路對繼(ji)電保(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)更(geng)高、更(geng)嚴的(de)(de)要求。

針對(dui)既有保(bao)護(hu)的不足，借鑒電(dian)力系統(tong)層次化保(bao)護(hu)中(zhong)的站(zhan)域保(bao)護(hu)思想，本文探討了牽(qian)引變電(dian)站(zhan)站(zhan)域后備保(bao)護(hu)方案，并通過(guo)數字繼電(dian)保(bao)護(hu)測(ce)試儀PNF803、以太(tai)網(wang)交換機和(he)PC機搭建(jian)的軟件測(ce)試平臺，對(dui)站(zhan)域保(bao)護(hu)相關功(gong)能進行(xing)測(ce)試。

 保護誤動作(zuo)不能及時識別(bie)、閉鎖。當牽引(yin)供電系統出現異常(chang)情況時，饋線(xian)可能會出現過電流(liu)等非正常(chang)的運行狀(zhuang)態，導致相應母線(xian)誤動作(zuo)。

由上可知，基于信(xin)息共享的新型保護研究具(ju)有實際(ji)意義(yi)。本文探討的牽引變電站(zhan)站(zhan)域后備保護也是基于該思想。

1 既(ji)有保護方案及(ji)分析

典(dian)型牽引(yin)變電站(zhan)保護裝置(zhi)配置(zhi)如(ru)表1。

表1中保護裝置能夠滿足牽引(yin)變電站基本運行(xing)要求，但由于各(ge)保護裝置彼(bi)此間相互獨立，缺乏(fa)有效協調，存在一定的不(bu)足：

（1）后(hou)備(bei)保(bao)(bao)護(hu)(hu)動(dong)作時限(xian)長，不能實現某些故障的快速切除。如(ru)27.5kV側低電壓(ya)啟動(dong)過電流(liu)保(bao)(bao)護(hu)(hu)，該保(bao)(bao)護(hu)(hu)是(shi)牽(qian)引變壓(ya)器(qi)的后(hou)備(bei)保(bao)(bao)護(hu)(hu)，同(tong)時也是(shi)相應(ying)饋(kui)線的遠(yuan)后(hou)備(bei)保(bao)(bao)護(hu)(hu)，因此，其動(dong)作時限(xian)比饋(kui)線保(bao)(bao)護(hu)(hu)*長時限(xian)還要(yao)高(gao)出一(yi)個(ge)?t。當饋(kui)線發生故障且饋(kui)線主保(bao)(bao)護(hu)(hu)拒動(dong)時，低壓(ya)側低電壓(ya)啟動(dong)過電流(liu)保(bao)(bao)護(hu)(hu)將切除故障，但是(shi)按照整(zheng)定時限(xian)，其往(wang)往(wang)要(yao)過1s左右才動(dong)作，動(dong)作時限(xian)長，不能實現故障的快速切除。

（2）保護(hu)裝置缺乏全局信息(xi)，缺乏對某些故障(zhang)的(de)快速識別。如：牽(qian)引網發生(sheng)故障(zhang)時(shi)，饋線(xian)保護(hu)不能(neng)識別出故障(zhang)供電(dian)臂，因而(er)兩(liang)條供電(dian)臂都(dou)會(hui)暫時(shi)先斷電(dian)，擴大了(le)停(ting)電(dian)范(fan)圍；當牽(qian)引網出現異(yi)相短路時(shi)，單個(ge)IED的(de)保護(hu)不能(neng)快速識別出該故障(zhang)。

（3）當斷路器(qi)失靈時(shi)，上(shang)級斷路器(qi)在檢測到故障時(shi)，可(ke)以(yi)跳(tiao)閘切除故障，一般要延時(shi)0.4～0.5s，動作時(shi)間長。

（4）保護誤(wu)動作不能(neng)及時識(shi)別、閉鎖。當(dang)牽引供電(dian)系統出(chu)現(xian)異常情況時，饋(kui)線可(ke)能(neng)會出(chu)現(xian)過電(dian)流等(deng)非正常的運(yun)行(xing)狀態，導致相應(ying)母(mu)線誤(wu)動作。

由上可知，基(ji)于信息共享的新型保(bao)護研究具有(you)實際意義。本文探討的牽引變電站站域后(hou)備保(bao)護也是(shi)基(ji)于該(gai)思想。

2 牽引變電站(zhan)(zhan)站(zhan)(zhan)域后(hou)備保護方(fang)案

2.1 站域后(hou)備(bei)保護的冗余信息

站域保(bao)(bao)(bao)護是指(zhi)面向牽引(yin)變電站，能夠獲得覆(fu)蓋整個(ge)牽引(yin)變電站各個(ge)方面的(de)信息(xi)，可以(yi)利用共享信息(xi)進行綜合(he)判斷、集中決策(ce)，實現保(bao)(bao)(bao)護功(gong)能的(de)優化，實現對就地層保(bao)(bao)(bao)護的(de)冗余，同時也作為廣域保(bao)(bao)(bao)護的(de)子站。站域后備保(bao)(bao)(bao)護的(de)冗余信息(xi)如(ru)圖(tu)1所(suo)示。

為(wei)獲得牽引變(bian)(bian)電(dian)站(zhan)全站(zhan)的信息(xi)，需要對其合(he)并(bing)單元(yuan)(yuan)和智能(neng)單元(yuan)(yuan)進行配(pei)置，可參考電(dian)力系統智能(neng)變(bian)(bian)電(dian)站(zhan)中采用的間(jian)隔(ge)配(pei)置方法。

 2.2 站(zhan)域后備保(bao)護(hu)中的新型保(bao)護(hu)功能(neng)

牽引變(bian)電站站域后備保護基(ji)于(yu)全(quan)站共享的冗余信(xin)息，其(qi)整體保護配置(zhi)如表(biao)2。

從表2知，牽(qian)引(yin)變(bian)電站(zhan)站(zhan)域后備保護(hu)不僅配(pei)置了牽(qian)引(yin)供電系統(tong)應用成熟的(de)保護(hu)原理，同時也考慮了基于站(zhan)域信息的(de)新型保護(hu)功能。

3 站(zhan)域后備保護功能(neng)驗證(zheng)測試

3.1 測試平臺的構建

采用智能繼電保(bao)護(hu)測(ce)(ce)試儀(yi)PNF803來搭建(jian)測(ce)(ce)試環境，主要包(bao)括(kuo)1臺繼電保(bao)護(hu)測(ce)(ce)試儀(yi)PNF803；2臺PC機，一臺用于(yu)運行保(bao)護(hu)測(ce)(ce)試儀(yi)PNF803的Power Test，一臺用于(yu)運行保(bao)護(hu)程序；1臺以太網(wang)交(jiao)換(huan)機；1臺光電轉換(huan)器。

3.2 母線快速保護功能測試

以某牽(qian)(qian)引變(bian)電(dian)站的(de)計算(suan)參數為基礎：牽(qian)(qian)引變(bian)壓(ya)器容量為40000kVA，高(gao)壓(ya)側(ce)(ce)(ce)母(mu)線(xian)(xian)電(dian)壓(ya)為220kV，高(gao)壓(ya)側(ce)(ce)(ce)三相(xiang)額(e)定(ding)電(dian)流(liu)分(fen)別為181.82A、314.92A、181.82A，低(di)(di)壓(ya)側(ce)(ce)(ce)母(mu)線(xian)(xian)額(e)定(ding)電(dian)壓(ya)為27.5kV，低(di)(di)壓(ya)側(ce)(ce)(ce)母(mu)線(xian)(xian)*低(di)(di)工作電(dian)壓(ya)22kV，低(di)(di)壓(ya)側(ce)(ce)(ce)α相(xiang)、β相(xiang)額(e)定(ding)電(dian)流(liu)為1454.55A、1454.55A，牽(qian)(qian)引變(bian)壓(ya)器高(gao)壓(ya)側(ce)(ce)(ce)、低(di)(di)壓(ya)側(ce)(ce)(ce)CT接線(xian)(xian)系(xi)數均為1，牽(qian)(qian)引變(bian)壓(ya)器高(gao)壓(ya)側(ce)(ce)(ce)CT、PT變(bian)比(bi)分(fen)別為500、2200，牽(qian)(qian)引變(bian)壓(ya)器低(di)(di)壓(ya)側(ce)(ce)(ce)CT、PT變(bian)比(bi)分(fen)別為2500、275，差流(liu)速斷保(bao)護可(ke)(ke)靠(kao)系(xi)數為1.20，過電(dian)流(liu)保(bao)護的(de)可(ke)(ke)靠(kao)系(xi)數為1.20，低(di)(di)電(dian)壓(ya)保(bao)護返回系(xi)數為1.05。

運(yun)行保護(hu)程序，運(yun)行結(jie)果(guo)如(ru)圖2，跳閘信息以GOOSE形式發送出去。 

從(cong)測試結果看出(chu)，當母(mu)線(xian)(xian)(xian)(xian)發生故(gu)障時(shi)，母(mu)線(xian)(xian)(xian)(xian)快速(su)(su)保(bao)(bao)(bao)護(hu)啟動自身低電壓(ya)過電流保(bao)(bao)(bao)護(hu)判別，若該判別成立且(qie)沒有收到相(xiang)應饋線(xian)(xian)(xian)(xian)主(zhu)保(bao)(bao)(bao)護(hu)的(de)動作信(xin)(xin)號時(shi)，迅(xun)速(su)(su)判斷(duan)出(chu)母(mu)線(xian)(xian)(xian)(xian)故(gu)障，經整(zheng)定時(shi)限，母(mu)線(xian)(xian)(xian)(xian)保(bao)(bao)(bao)護(hu)在啟動后0.1s實現(xian)保(bao)(bao)(bao)護(hu)出(chu)口，發出(chu)相(xiang)應跳閘(zha)信(xin)(xin)號，實現(xian)了母(mu)線(xian)(xian)(xian)(xian)快速(su)(su)保(bao)(bao)(bao)護(hu)。

結論：隨著技術發展，不(bu)同(tong)間隔間實現了信息(xi)共享，如何有(you)效利用(yong)(yong)共享的(de)信息(xi)研究新的(de)保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)方案及(ji)保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)算法，對牽(qian)(qian)引供電(dian)(dian)系統繼電(dian)(dian)保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)來說是(shi)一件有(you)實際(ji)意義的(de)工(gong)作。站(zhan)域(yu)后備(bei)(bei)保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)配置集中(zhong)后備(bei)(bei)保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)，可以利用(yong)(yong)站(zhan)域(yu)信息(xi)快速判斷(duan)故障(zhang)，可以避(bi)免(mian)既有(you)繼電(dian)(dian)保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)中(zhong)多個后備(bei)(bei)保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)間的(de)相互配合，將后備(bei)(bei)保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)動作時(shi)間由既有(you)1s及(ji)以上縮短到0.2s，實現快速后備(bei)(bei)保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)。同(tong)時(shi)，基(ji)于站(zhan)域(yu)信息(xi)的(de)新型(xing)保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)功(gong)能應用(yong)(yong)對于牽(qian)(qian)引變電(dian)(dian)所安全可靠運行提(ti)供更(geng)有(you)力(li)的(de)保(bao)(bao)(bao)障(zhang)。