母线保护

面对高压开关柜全寿命周期中的各种难题，四川公司经过长期的探索，总结出了“防控结合”的高压开关柜综合治理模式。“防”是针对高压开关柜的特点，多措并举降低高压开关柜故障率；“控”是降低高压开关柜故障的破坏力，控制故障影响范围。在强化安全风险防控方面，主要采取了压缩后备保护定值、加装高压开关柜母线保护、强化防爆技术措施、强化开关柜防误操作等四项措施。

抽水蓄能电站不同于常规水电站，其上库通常为人工开挖且无径流汇入，在调试初期无水可用（即缺少动力源），因此，必须要求电网向电站提供电力，保证安全可靠的厂用电和SFC电源，以完成首台机组的水泵工况调试进而完成上库蓄水。鉴此，倒送电试验势必成为抽水蓄能电站机组整组调试的第一步。 抽水蓄能电站倒送电试验是电站升压站、高压电缆（或GIL）、主变等配电设备受电并网的过程，相关保护装置（线路保护、主变保护、母线保护）带负荷校验是其中非常重要的步骤。然而，由于抽水蓄能电站的厂用电设计负载较低，不能提供上述保护装置校验所需的电流，且电站内部也无法形成环流，在以往的抽水蓄能电站倒送电试验中，主变保护、母线保护都未进行带负荷校验，对于那些仅有单回出线的电站，甚至连线路保护也未进行带负荷校验。 抽水蓄能电站高压配电设备的保护装置未带负荷校验而投入运行，将可能引发断路器误动或拒动，对电站和电网都产生较大的安全隐患。 本项目提出了一种利用外置式电容负载完成抽水蓄能电站高压配电设备保护装置带负荷校验的技术方法，彻底解决了抽水蓄能电站并网的安全隐患。

4月21日3时57分，随着220千伏嵖悟Ⅰ开关合闸成功、220千伏东区母线保护带负荷校验正确，河南电网500千伏嵖岈变电站综合检修第二阶段检修任务圆满完成。

阐述了国内微机保护的发展历程以及目前继电保护所暴露的一些问题，提出了继电保护的小型化和就地化。具体研究了全站二次系统架构、智能管理单元及就地化操作箱。提出了无防护安装就地化保护的预期目标:通过就地安装减少中间环节提升保护快速性，可靠性和减少干扰；通过即插即用的检修模式缩短保护装置的更换时间，提高检修效率；推动智能站二次系统整体设计方案优化及运维技术和管理的创新，实现变电站安全可靠、运维便捷、节能环保、经济高效。无防护安装就地化保护的基础技术条件已具备，已有就地化线路保护与就地化分布式母线保护经过了实践检验，无防护安装的就地化保护将开启变电站建设、运维的全新模式。

本项目在详细分析集中式母线弧光保护存在的缺点基础上，提出了一种分散型智能弧光保护系统，可以区分故障位置，兼具母线和开关柜保护功能。并根据中性点接地方式不同，细化成为具有电流和电压闭锁判据的两种方案。本项目研究开发的分散型智能弧光保护系统，解决了现有的集中式弧光保护可靠性低的问题。该系统能区分母线故障和开关柜故障，兼有母线保护和馈线保护的功能，能够快速切除低压母线及馈线故障。并具有电流闭锁和电压闭锁两种判据，可以由控制宇实现自由投退，可以灵活适应大电流和小电流接地系统，尤其解决了小电流接地系统下单相短路故障发生放弧时电流闭锁方式下弧光保护不能快速动作的问题，将故障消除的放电初期，减轻设备损坏程度。另外，保护装置可以进一步集成现有综保装置的功能，从而形成具有弧光保护功能的低压保护，可以完全取代现有综保装置，减少装置投资，降低施工难度，可以广泛应用于改造站和新建站。国网电科院验证中心对装置进行了委托试验，试验结果表明保护动作正确，运行可靠，达到了预期的设计目标。并分别在湖南省110kV花果园变电站和220kV叶于冲变电站投入运行，截止到日前已近一年时间，现场运行情况良好。项目成果的推广应用，降低了变电站低压侧近区短路对变压器的冲击，减少了开关柜爆炸及烧毁的事故，进一步提升了变电站的运维技术水平，提高了电网的安全稳定运行及供电可靠性，解决了因低压母线故障造成的设备损坏带来的修复时间较长的问题，并有效降低了设备修复成本。

该系列标准以规范配电网开关柜母线保护、状态监测、测量与校准方法为目的，集成2项省部级科技成果、87项知识产权、50篇论文和5部专著的重要核心技术，确定了开关柜母线保护与设备状态监测过程中的关键技术参数，整合多方面的最新研究成果，在近10年的技术参数验证和大量推广应用的基础上，确定了标准功能要求、技术要求、技术指标和检测验证方法。标准明确规定了弧光保护装置、无线测温装置、控制误差等学术定义，详细规定了开关柜正常运行过程中的各项技术参数。科学性、指导性和实用性强，结构完整、规范，技术内容先进，技术参数科学，合理，技术体系完善，整体达到国际领先水平。

智能变电站通信网络一旦发生故障，将大范围影响继电保护、监控系统的安全运行。例如，2018年西北某220kV变电站过程层通信故障导致母线保护退出运行；同年，河北牟庄220kV变电站站控层通信故障导致调度监控功能丧失。但现有技术无法有效监控网络故障，存在以下技术难点：①网络异常成环、多类型故障并发等现象可导致网络通信瘫痪，但信息表征错综复杂，存在偶发性，复杂故障实时侦测难度高。②网络风暴时链路流控易造成采样、跳闸等重要报文丢失，系统功能严重受损，异常报文精准隔离困难。③网络链路时延及抖动异常直接影响跨间隔保护速动性，但网络链路结点多、业务时间敏感度高、软件时戳精度低，导致无法实时精确监测网络链路质量。④变电站内网络级联关系复杂，现有交换机设备网络拓扑感知深度低，存在探测盲区，导致故障定位困难，影响运维检修效率。因此，亟需突破智能变电站通信网络实时管控关键技术。 在国网科技项目支持下，产学研团队攻克了复杂网络下故障实时侦测、异常流精准隔离、拓扑盲区动态探测等难题，研制出智能变电站通信网络监测与诊断系统。主要创新：①通信网络多级推演故障诊断技术。创建了覆盖多维信息的故障诊断专家库，提出了分层推演策略，实现了链路时延异常、拓扑连接异常等现有变电站网络故障100%实时监测。②网络精准靶向流控技术。构建了链路流量预测模型，提出了实时逐流分离监视控制策略，实现了网络风暴等异常流控时正常业务报文零丢失。③网络链路全路径质量监控技术。提出了变电站业务报文染色技术，创立了物理与逻辑路径合一的通信链路质量监测机制，链路时延、抖动等监测精度达到微秒级。④网络信息层级主动嗅探技术。提出了IED设备报文特征自主学习算法，创建了IED设备特征信息编码库，实现了全站网络拓扑实时动态感知。 该项目授权专利5项，发表论文7篇，获软件著作权2项，编写6项标准（国际标准1项、行标2项、企标3项）。中国电机工程学会组织的鉴定委员会认为项目成果整体达到国际领先水平。该项目实现了智能变电站通信网络全面监测零的突破，研发的智能变电站通信网络监测与诊断系统已成功应用于四川、浙江、江苏等27个省市自治区。根据应用反馈，项目成果可减少智能变电站网络调试、故障排查工作量50%以上，显著提升了通信网络运维管理效率，实现通信网络异常状态及时预警，提升电力系统运行可靠性。依托项目成果牵头编制了国际标准IEC61850-90-22，大幅提升了我国在电力系统通信网络技术领域的国际话语权和影响力。

该成果在磁耦合谐振无线电能传输理论、谐振补偿拓扑和参数设计方法、高效大间隙电磁耦合器设计技术、电动汽车非接触式充电系统及其控制技术等理论和关键技术的研究结果，可为电动汽车磁耦合谐振式非接触充电系统的开发提供理论指导和技术支撑，有利于电动汽车非接触式充电技术的推广和在电动汽车上的商业化应用。研制的无线充电样机在大于250mm传输距离下，功率2kW以上，传输效率大于92%，传输效率指标达到国际领先水平，未来全国范围内实现无线充电站网络后，可在一定程度上提高发电设备的利用率，具备在行业全面推广和示范的前景。 新的10kV母线保护装置能适应不同运行方式，快速切除主变低压侧母线故障。可以应用于全网的变电站、电厂，确保主变低压侧母线故障快速切除，避免开关柜烧毁。还可防止短路电流大对电网、直流系统、主变等的冲击，可提高主变的抗短路能力，避免大量更换主变造成资产无法全生命周期利用，提高电网、人身安全和资产利用率，对创一流的各项指标：如事故事件等级、客户平均停电和资产报废尽值率，有重大影响。 该成果还可以推广应用到配网开关柜上，解决配网柜内部故障烧毁的问题，提高供电可靠性和用电安全，也可以应用到智能站，减少故障发生率和运维工作量。提升企业应对突发事故的能力和用电服务技术水平，维护企业形象，引领继保技术发展。

电力电缆及附件

变电站的设备屏往往具有多路跳闸出口，尤其是母线保护、主变保护、低周减载、振荡解列等保护及自动装置的设备屏，其具备的跳闸出口数量有几十条之多。而在实际工作中往往需要在相关一次设备不停电的情况下进行定期检验、升级等工作，调试人员只能利用万用表逐个地测量出口压板电位变化，来验证保护及自动化设备动作逻辑是否合理、出口是否正确。用方用表进行测试，存在的问题很多：如单人不易操作、费时费力：使用过程中，容易出现用错挡位造成直流短路或接地，甚至误跳开关设备等。如果出口压板在15个以上的话，整个测试过程将持续几十分钟时间，有的保护十秒钟就已经整组复归了，必须重新加入测试数据才能进行测量，这样更增加了测试的时间。有时因为出口端子的相似性，可能造成测错出口，从而得出错误的结果，经判定后还要重新进行测试，这也是试验过程中经常遇到的问题。复杂的母差保护，有多达二十几种试验逻辑，每一种逻辑都有不同的出口方式，用万用表需要测量上千次压板电位变化，工作量巨大。 本次科技项目的研究目的是设计一款多路出口监视仪，批量判断设备屏的出口压板的出口状态，并通过发光二极管直观地显示出来。本项目可用于变电站内的继电保护装置设备屏。该多路出口监视仪基本能解决继电保护装置出口回路定检时间过长问题。项目创新点：实现了保护小室继电保护装置出口状态的同时监测，一台多路出口监视仪同时监测12路跳闸出口状态，通过级联更可连接24路、36路跳阀出口状态的同时监测。