就地級保護特點及發展趨勢
1.就地保護特點
就地級保護是整個層次化保護控制體系的基礎，是面向單個被保護對象的保護，具有以下特點∶
（1）按被保護對象獨立、分散配置。裝置包含完整的主后備保護功能，遵循目前已頒布的繼電保護技術規程和智能變電站相關規范。就地級保護功能相對獨立，不受站域保護控制、廣域保護控制和影響。保護功能實現不依賴于站域層和廣域層網絡。
（2）就地級保護采用直接采樣、直接跳閘模式，結合 GOOSE網絡實現配合功能，不依賴外部時鐘實現保護功能，保證了就地間隔保護的可靠性。采用直接跳閘保證了保護的速動性;采用GOOSE網絡實現配合功能，充分發揮了IEC 61850的信息共享優勢。
（3）現階段就地級保護應考慮常規互感器采樣和電子式互感器采樣兩種實現方式。2.就地保護的構成與要求
就地級保護由現有線路保護及線路輔助保護、主變壓器保護、母線保護、電抗器保護、電容器保護、站用變壓器（接地變壓器）保護等構成。
新一代智能變電站對就地級保護設備的新要求主要體現在兩個方面∶一是中低壓間隔保護采用"六合一"裝置，二是保護及相關二次設備增加狀態監測與智能診斷功能。
3.就地保護的發展趨勢
就地化安裝，實現主保護就地化。保護裝置就地下放，從 20世紀90年代中期就已經提出并開始實施。對于高壓開關，最初是在一次配電裝置附近建筑繼電器保護小室（又稱繼保小室），保護裝置及相關二次設備屏柜安裝于小室內，這種方式應用至今。在智能變電站試點工程中也用了預制小室（集裝箱、簡易板房等）安裝、就地柜安裝等方式，就地柜方式無需建設任何建筑物，保護裝置安裝于智能控制柜或GIS匯控柜內，柜體按間隔分散布置于相應的一次設備附近。將來保護裝置也可能與一次設備集成，這樣保護裝置與一次設備的聯調可以在出廠前完成，減少現場安裝調試工作量，方便現場運行維護。
功能"多合一"。對中低壓開關柜間隔，保護裝置直接安裝在開關柜內，就地級中低壓間隔保護測控功能"多合一"是另一發展趨勢。智能變電站發展總體要求是采集數字化、控制網絡化、設備緊湊化、功能集成化、狀態可視化、檢修狀態化、信息互，動化為了實現上述要求并簡化智能變電站架構，提高智能變電站的可維護性，有必要對一個間隔內的多個裝置，如保護測控裝置、合并單元、智能終端及計量單元等進行功能優化整合，研制多功能裝置。新一代智能變電站在10～35kV中低壓間隔采用了保護、測控等功能"多合一"裝置。
隨著計算機軟硬件技術、通信技術迅速發展，新型嵌入式 CPU性能越來越高，不僅處理速度大幅提高，同時具有豐富的I/O信號、SCI接口、SPI接口、以太網通信接口等，無須擴展外部芯片即可完成強大功能，為中低壓保護測控裝置功能擴展提供了良好的基礎。
"多合一"裝置主要應用于110kV以下電壓等級間隔設備中，包括饋線、電容器、電抗器、分段器、站用變壓器和接地變壓器等設備。這類裝置將原保護裝置（線路保護、分段保護、備用電源自動投入、配電變壓器保護、電容器保護和電抗器保護中的一種）、測控裝置、操作箱、非關口計量表、合并單元和智能終端等六種功能集中優化在一個裝置內實現，可替代原有的上述六種裝置，提高了裝置的集成度，減少了纜線，簡化了變電站設備配置，降低了變電站建設成本，提高了智能變電站的可維護性。
"多合一"間隔保護按間隔單套配置。當采用開關柜方式時，保護裝置安裝于開關柜內，不宜使用電子式互感器，宜使用常規互感器，電纜直接跳閘，跨間隔開關量信息交換可采用過程層GOOSE網絡傳輸。
4.就地保護發展遵循的原則
《國家電網公司繼電保護技術發展綱要》（簡稱《綱要》）于2017年發布，《綱要》分析了電網特性的變化對繼電保護提出的新要求，指出芯片、通信等領域的技術發展為繼電保護發展提供了機遇，提出了繼電保護技術發展必須遵循的四個原則。
（1）堅持"可靠性、速動性、選擇性、靈敏性"原則。繼電保護"四性"原則是幾代電力工作者根據數十年的電網運行經驗總結提煉出來的，是制造、設計、建設及運行各個環節必須堅持的基本原則。"四性"之間，既相輔相成，又相互制約，應針對不同時期的電網運行要求有所側重。當前電網交直流系統相互影響日趨顯著，呈現單一故障全局化趨勢，故障的快速可靠清除顯得尤為重要，電網安全穩定對繼電保護速動性和可靠性要求提升至前所未有的高度。
（2）堅持快速保護獨立配置原則。快速保護作為電網設備的貼身保鏢是保障電網安全穩定運行的第一道防線。當前交直流混聯電網由于直流換相失敗的存在，如電網故障不能快速切除，嚴重情況下會導致直流送電、受端電網穩定破壞，故障快速可靠消除意義尤其重大。集中式保護（見圖8-43）存在處理環節多、回路復雜等方面的不足，速動性無法滿足當前電網穩定的要求;保護測控一體化裝置（見圖8-44）存在異常后保護和遠方控制功能同時失去的風險，造成一次設備長時間無保護運行�？焖俦Ｗo作為電網安全穩定的重要保障，必須堅持獨立配置原則。
（3）堅持適應電網發展原則。目前電網電力電子化、單一故障全局化、調節能力和抗干擾能力弱化特征凸顯，傳統交流線路重合閘方式及時間、開關拒動或TA死區故障切除時間，已與當前電網特征要求不匹配，無法滿足電網穩定要求。繼電保護要站在電網發展、電網安全的高度，主動適應電網運行特性變化，把握技術發展方向，積極解決電網和設備運行中存在的問題。
（4）堅持創新引領原則。要堅持以問題為導向，增強創新意識，實現創新驅動，服務大電網安全運行。積極開展大電網故障特征的研究，不斷提升繼電保護核心技術的自主創新能力，吸收芯片和通信等相關領域技術發展成果，推動繼電保護技術更新換代，重點培養一批國際領先的技術成果，實現技術引領。
5.智能變電站繼電保護體系特征
《綱要》同時提出要積極開展以"采樣數字化、保護就地化、元件保護專網化、信息共享化"（簡稱"四化"）為特征的繼電保護體系研究，推動智能變電站技術進步。其特征的含義如下∶
（1）采樣數字化。保護裝置直接接收電子式互感器輸出數字信號，不依賴外部對時信號實現繼電保護功能。
（2）保護就地化。保護裝置采用小型化、高防護、低功耗設計，實現就地安裝，縮短信號傳輸距離，保障主保護的獨立性和速動性。
（3）元件保護專網化。元件保護分散采集個間隔數據，裝置間通過光纖直連，形成高可靠無縫冗余的內部專用網絡，保護功能不受變電站SCD文件變動影響。
（4）信息共享化。智能管理單元集中管理全站保護設備，作為保護與監控的接口，采用標準通信協議實現保護與變電站監控之間的信息共享。
對于采用常規互感器的變電站，保護裝置具備模擬采樣功能，電纜直接采樣。其整體方案與采用電子式互感器的變電站一致。
以上述"四化"為特征的就地化保護新技術為解決目前電網的一些問題提供了有力的途徑和技術支持。低功耗芯片集成技術、光纖通信技術的發展，以及裝置電磁兼容、高防護、熱設計等關鍵技術的突破，為就地化保護方案的實施提供了技術基礎。
就地化保護裝置外形如圖8-45所示，有如下特點∶
（1）貼近一次設備就地布置。采用電纜直接跳閘，減少電纜長度及中間環節，提升繼電保護的速動性和可靠性�；诮涌跇藴驶O計，采用標準航空插頭，實現保護裝置的工廠化調試、模塊化安裝和更換式檢修。
（2）配置一鍵式下裝。實現裝置的少維護、易維護，，隆低對現場工作人員的技能要求，減少現場工作量。
（3）一體化設計。實現繼電保護裝置小型化、集成化，減少設備類型及數量，降低整體設備缺陷率。
（4）保護間信息交互標準化。不依賴SCD文件，減少了拒動的風險。
基于無防護、開關場安裝的就地化保護設備網絡構架簡單，能解決長電纜傳輸信號帶來的問題∶如TA飽和、多點接地、回路串擾、分布電容放電等問題。
"四化"為特征的繼電保護技術優勢體現在如下幾個方面∶
（1）提升繼電保護的速動性和可靠性。取消合并單元和智能終端，直接采樣、直接跳閘（見圖8-46），減少數據傳輸中間環節，提高了"速動性"和"可靠性"。
（2）提高現場工作安全性。采用標準連接器，利用不同色帶和容錯鍵位防誤設計（見圖8-47），有效防止現場"誤接線"。通過端子密封設計，杜絕現場"誤碰"，大幅度提高現場工作安全性。
（3）保護不受SCD文件變動影響。元件保護采用專網連接，信息交互標準化，不依賴SCD文件。通過智能管理單元完成保護專網和變電站監控之間的信息共享，實現保護系統與全站SCD文件解耦。
（4）提高安裝檢修效率。采用"工廠化調試"和"更換式檢修"模式（見圖8-48）。在檢修調試中心，采用一體化虛擬仿真平臺模擬現場實際運行環境，實現整站二次設備聯調或單裝置批量高效調試�，F場檢修時，整機更換，現場作業安全高效，停電時間大幅縮短，檢修效率顯著提高。
（5）實現基建工程降本增效。保護裝置就地安裝，取消了屏柜節約建筑面積，大幅減少光纜和電纜使用量。現場通過模塊化安裝有效縮短基建安裝調試工期，實現基建工程的降本增效。
整個工程過程簡單清晰。工廠完成二次設備的預制安裝和集成調試，以整柜方式包裝出廠;智能控制柜僅需通過端子排與一次設備電纜鏈接，與相關設備的光纜鏈接，完成安裝;現場進行一次通流通壓試驗，通過管理單元自動完成帶負荷試驗，進行調試;單裝置工廠化調試、更換式檢修，維護簡單。
