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随着电网结构的日益复杂和运行方式的灵活多变,传统继电保护的配置难以同时兼顾选择性和灵敏性的要求。特别是按阶梯式原则进行配置和整定的传统后备保护,存在整定配合复杂、动作速度慢、故障潮流大范围转移容易引起后备保护连锁误动等一系列缺陷,对电网安全稳定运行带来了一定的风险。智能变电站应用了一系列新技术,并基于IEC61850标准实现了全站信息共享,为新型后备保护的研究提供了有利条件。本文围绕智能变电站站域后备保护,进行了站域后备保护新原理、实现技术以及测试方法的研究,完成的主要工作如下：提出了分布式主保护加集中式站域后备保护的智能变电站继电保护配置新方案,主保护按间隔独立配置,并配置集中式站域后备保护实现全站后备保护功能。研究了基于电流差动原理的站域后备保护方法,通过将变电站划分为不同的差动区,来实现故障判断与定位,并与主保护配合,实现全站的后备保护功能。利用PSCAD搭建典型220kV变电站仿真模型,验证了该原理的正确性。开发了基于电流差动原理的站域后备保护装置。该装置采用多处理器架构和实时多任务操作系统,支持IEC61850-9-2的SV和GOOSE通信,并通过过程层SV网和GOOSE网获取电压电流采样值、开关状态以及主保护动作信息,完成全站的后备保护功能。完成了基于数字继电保护测试仪的站域后备保护装置的测试,对数字继电保护测试仪和站域后备保护装置进行了配置,完成了正常运行状态、主保护拒动、开关拒动等测试项目,验证了站域后备保护装置动作逻辑的正确性。提出了基于RTDS的站域后备保护装置测试方案,并利用RTDS对站域后备保护装置进行了闭环测试。利用RTDS完成了变电站一次系统仿真模型的建立,设置了故障控制和断路器控制子系统,并配置了GTNET-SV和GTNET-GSE (GOOSE)模块,对站域保护装置进行了闭环测试。分别模拟了正常运行、区内故障以及区外故障等不同工况,分析了测试结果,验证了站域后备保护装置的动态性能。