15887873230就地级保护特点及发展趋势
1.就地保护特点
就地级保护是整个层次化保护控制体系的基础，是面向单个被保护对象的保护，具有以下特点∶
（1）按被保护对象独立、分散配置。装置包含完整的主后备保护功能，遵循目前已颁布的继电保护技术规程和智能变电站相关规范。就地级保护功能相对独立，不受站域保护控制、广域保护控制和影响。保护功能实现不依赖于站域层和广域层网络。
（2）就地级保护采用直接采样、直接跳闸模式，结合 GOOSE网络实现配合功能，不依赖外部时钟实现保护功能，保证了就地间隔保护的可靠性。采用直接跳闸保证了保护的速动性;采用GOOSE网络实现配合功能，充分发挥了IEC 61850的信息共享优势。
（3）现阶段就地级保护应考虑常规互感器采样和电子式互感器采样两种实现方式。2.就地保护的构成与要求
就地级保护由现有线路保护及线路辅助保护、主变压器保护、母线保护、电抗器保护、电容器保护、站用变压器（接地变压器）保护等构成。
新一代智能变电站对就地级保护设备的新要求主要体现在两个方面∶一是中低压间隔保护采用"六合一"装置，二是保护及相关二次设备增加状态监测与智能诊断功能。
3.就地保护的发展趋势
就地化安装，实现主保护就地化。保护装置就地下放，从 20世纪90年代中期就已经提出并开始实施。对于高压开关，最初是在一次配电装置附近建筑继电器保护小室（又称继保小室），保护装置及相关二次设备屏柜安装于小室内，这种方式应用至今。在智能变电站试点工程中也用了预制小室（集装箱、简易板房等）安装、就地柜安装等方式，就地柜方式无需建设任何建筑物，保护装置安装于智能控制柜或GIS汇控柜内，柜体按间隔分散布置于相应的一次设备附近。将来保护装置也可能与一次设备集成，这样保护装置与一次设备的联调可以在出厂前完成，减少现场安装调试工作量，方便现场运行维护。
功能"多合一"。对中低压开关柜间隔，保护装置直接安装在开关柜内，就地级中低压间隔保护测控功能"多合一"是另一发展趋势。智能变电站发展总体要求是采集数字化、控制网络化、设备紧凑化、功能集成化、状态可视化、检修状态化、信息互，动化为了实现上述要求并简化智能变电站架构，提高智能变电站的可维护性，有必要对一个间隔内的多个装置，如保护测控装置、合并单元、智能终端及计量单元等进行功能优化整合，研制多功能装置。新一代智能变电站在10～35kV中低压间隔采用了保护、测控等功能"多合一"装置。
随着计算机软硬件技术、通信技术迅速发展，新型嵌入式 CPU性能越来越高，不仅处理速度大幅提高，同时具有丰富的I/O信号、SCI接口、SPI接口、以太网通信接口等，无须扩展外部芯片即可完成强大功能，为中低压保护测控装置功能扩展提供了良好的基础。
"多合一"装置主要应用于110kV以下电压等级间隔设备中，包括馈线、电容器、电抗器、分段器、站用变压器和接地变压器等设备。这类装置将原保护装置（线路保护、分段保护、备用电源自动投入、配电变压器保护、电容器保护和电抗器保护中的一种）、测控装置、操作箱、非关口计量表、合并单元和智能终端等六种功能集中优化在一个装置内实现，可替代原有的上述六种装置，提高了装置的集成度，减少了缆线，简化了变电站设备配置，降低了变电站建设成本，提高了智能变电站的可维护性。
"多合一"间隔保护按间隔单套配置。当采用开关柜方式时，保护装置安装于开关柜内，不宜使用电子式互感器，宜使用常规互感器，电缆直接跳闸，跨间隔开关量信息交换可采用过程层GOOSE网络传输。
4.就地保护发展遵循的原则
《国家电网公司继电保护技术发展纲要》（简称《纲要》）于2017年发布，《纲要》分析了电网特性的变化对继电保护提出的新要求，指出芯片、通信等领域的技术发展为继电保护发展提供了机遇，提出了继电保护技术发展必须遵循的四个原则。
（1）坚持"可靠性、速动性、选择性、灵敏性"原则。继电保护"四性"原则是几代电力工作者根据数十年的电网运行经验总结提炼出来的，是制造、设计、建设及运行各个环节必须坚持的基本原则。"四性"之间，既相辅相成，又相互制约，应针对不同时期的电网运行要求有所侧重。当前电网交直流系统相互影响日趋显著，呈现单一故障全局化趋势，故障的快速可靠清除显得尤为重要，电网安全稳定对继电保护速动性和可靠性要求提升至前所未有的高度。
（2）坚持快速保护独立配置原则。快速保护作为电网设备的贴身保镖是保障电网安全稳定运行的第一道防线。当前交直流混联电网由于直流换相失败的存在，如电网故障不能快速切除，严重情况下会导致直流送电、受端电网稳定破坏，故障快速可靠消除意义尤其重大。集中式保护（见图8-43）存在处理环节多、回路复杂等方面的不足，速动性无法满足当前电网稳定的要求;保护测控一体化装置（见图8-44）存在异常后保护和远方控制功能同时失去的风险，造成一次设备长时间无保护运行。快速保护作为电网安全稳定的重要保障，必须坚持独立配置原则。
（3）坚持适应电网发展原则。目前电网电力电子化、单一故障全局化、调节能力和抗干扰能力弱化特征凸显，传统交流线路重合闸方式及时间、开关拒动或TA死区故障切除时间，已与当前电网特征要求不匹配，无法满足电网稳定要求。继电保护要站在电网发展、电网安全的高度，主动适应电网运行特性变化，把握技术发展方向，积极解决电网和设备运行中存在的问题。
（4）坚持创新引领原则。要坚持以问题为导向，增强创新意识，实现创新驱动，服务大电网安全运行。积极开展大电网故障特征的研究，不断提升继电保护核心技术的自主创新能力，吸收芯片和通信等相关领域技术发展成果，推动继电保护技术更新换代，重点培养一批国际领先的技术成果，实现技术引领。
5.智能变电站继电保护体系特征
《纲要》同时提出要积极开展以"采样数字化、保护就地化、元件保护专网化、信息共享化"（简称"四化"）为特征的继电保护体系研究，推动智能变电站技术进步。其特征的含义如下∶
（1）采样数字化。保护装置直接接收电子式互感器输出数字信号，不依赖外部对时信号实现继电保护功能。
（2）保护就地化。保护装置采用小型化、高防护、低功耗设计，实现就地安装，缩短信号传输距离，保障主保护的独立性和速动性。
（3）元件保护专网化。元件保护分散采集个间隔数据，装置间通过光纤直连，形成高可靠无缝冗余的内部专用网络，保护功能不受变电站SCD文件变动影响。
（4）信息共享化。智能管理单元集中管理全站保护设备，作为保护与监控的接口，采用标准通信协议实现保护与变电站监控之间的信息共享。
对于采用常规互感器的变电站，保护装置具备模拟采样功能，电缆直接采样。其整体方案与采用电子式互感器的变电站一致。
以上述"四化"为特征的就地化保护新技术为解决目前电网的一些问题提供了有力的途径和技术支持。低功耗芯片集成技术、光纤通信技术的发展，以及装置电磁兼容、高防护、热设计等关键技术的突破，为就地化保护方案的实施提供了技术基础。
就地化保护装置外形如图8-45所示，有如下特点∶
（1）贴近一次设备就地布置。采用电缆直接跳闸，减少电缆长度及中间环节，提升继电保护的速动性和可靠性。基于接口标准化设计，采用标准航空插头，实现保护装置的工厂化调试、模块化安装和更换式检修。
（2）配置一键式下装。实现装置的少维护、易维护，，隆低对现场工作人员的技能要求，减少现场工作量。
（3）一体化设计。实现继电保护装置小型化、集成化，减少设备类型及数量，降低整体设备缺陷率。
（4）保护间信息交互标准化。不依赖SCD文件，减少了拒动的风险。
基于无防护、开关场安装的就地化保护设备网络构架简单，能解决长电缆传输信号带来的问题∶如TA饱和、多点接地、回路串扰、分布电容放电等问题。
"四化"为特征的继电保护技术优势体现在如下几个方面∶
（1）提升继电保护的速动性和可靠性。取消合并单元和智能终端，直接采样、直接跳闸（见图8-46），减少数据传输中间环节，提高了"速动性"和"可靠性"。
（2）提高现场工作安全性。采用标准连接器，利用不同色带和容错键位防误设计（见图8-47），有效防止现场"误接线"。通过端子密封设计，杜绝现场"误碰"，大幅度提高现场工作安全性。
（3）保护不受SCD文件变动影响。元件保护采用专网连接，信息交互标准化，不依赖SCD文件。通过智能管理单元完成保护专网和变电站监控之间的信息共享，实现保护系统与全站SCD文件解耦。
（4）提高安装检修效率。采用"工厂化调试"和"更换式检修"模式（见图8-48）。在检修调试中心，采用一体化虚拟仿真平台模拟现场实际运行环境，实现整站二次设备联调或单装置批量高效调试。现场检修时，整机更换，现场作业安全高效，停电时间大幅缩短，检修效率显著提高。
（5）实现基建工程降本增效。保护装置就地安装，取消了屏柜节约建筑面积，大幅减少光缆和电缆使用量。现场通过模块化安装有效缩短基建安装调试工期，实现基建工程的降本增效。
整个工程过程简单清晰。工厂完成二次设备的预制安装和集成调试，以整柜方式包装出厂;智能控制柜仅需通过端子排与一次设备电缆链接，与相关设备的光缆链接，完成安装;现场进行一次通流通压试验，通过管理单元自动完成带负荷试验，进行调试;单装置工厂化调试、更换式检修，维护简单。
