繼電保護技術(shù)在變電站二次典型設(shè)計分析

廖建波

湖北工業(yè)大學(xué)，湖北武漢 430068

隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，全國的用電量的不斷的增加，原有的電力設(shè)備因為投入運行的時間過于長久，嚴(yán)重的陳舊老化已經(jīng)不能滿足日益增加的用電量。供電故障的增加和供電的不穩(wěn)定性等問題急待改善。全國各地電網(wǎng)開始進行二次繼電保護系統(tǒng)的改造，旨在提高電網(wǎng)設(shè)備的穩(wěn)定的安全的運行，提高供電的可靠性。

1 各地區(qū)變電站原有繼電保護技術(shù)的狀況和差異

全國各省電網(wǎng)間變電站繼電保護的技術(shù)水平要求、配置原則、組屏方案等各個方面都具有很大的不同。這種差異性主要因為全國各個地區(qū)的運行方式和調(diào)度要求不同而產(chǎn)生。這些差異不僅給繼電保護的運行帶來不便，而且對整個國家電網(wǎng)的管理和維護都帶來了較大的問題。這種差異性具體表現(xiàn)在以下方面。

1.1 保護的配置和組屏的差異

在主變壓器保護配置上，保護屏的配置數(shù)量就有較大差異。華東地區(qū)電網(wǎng)配置兩面保護屏，而東北和華中電網(wǎng)配置三面，華北地區(qū)大多要配置四面保護屏。每面保護屏的電氣量保護和操作箱的配置也有差異。在220kV線路保護上，東北和華東華北電網(wǎng)主要采用每回220kV線路保護運用一面操作屏和兩面保護屏。但華中和東北電網(wǎng)中的少數(shù)每回220kV線路保護運用兩面屏。東北電網(wǎng)直接將失靈啟動裝置和分相操作箱以及電壓切換箱配置于一面保護屏，而川渝電網(wǎng)卻將其分配于兩面保護屏。對220kV母線和斷路器失靈保護上，母線保護大多配置兩套。東北華中電網(wǎng)在斷路器失靈保護上多獨立的組屏保護，而其它地區(qū)基本不單獨配置失靈保護。

1.2 操作箱和重合閘配置的差異

東北和華中電網(wǎng)，在220kV線路每條操作箱一般只配置一套。大多在獨立的操作屏內(nèi)布置，川渝和華中個別地區(qū)在一套線路保護屏上布置。在500kV的斷路器接線配置上，華東地區(qū)與其它地區(qū)不同，操作箱不予配置。其它地區(qū)如華中、東北地區(qū)操作箱配置一套，直接布置于保護屏內(nèi)。重合閘在220kV雙母線接線上多在線路保護中配置。東北電網(wǎng)的重合閘的配置在兩套線路保護中均有配置，但在實際運行中一般只啟用一套。

1.3 故障錄波器和故障保護配置的差異

東北和華中地區(qū)電網(wǎng)故障錄波器的配置大多每兩臺主變壓器配置1套。華東地區(qū)電網(wǎng)的母線故障錄波器是單獨配置的。在發(fā)生故障的電網(wǎng)保護上，一般由斷路器機構(gòu)箱來實行防跳、壓力閉鎖等保護，只有華中電網(wǎng)在機構(gòu)箱和操作箱來合作進行保護。

2 二次繼電保護配置和組屏原則的分析和解釋

2.1 220kV母線和斷路器失靈的保護設(shè)計要求

總結(jié)以往的工作經(jīng)驗，從失靈保護來實現(xiàn)失靈電流的判別，對提高其保護的可靠性和穩(wěn)定性具有很大的作用。在二次繼電保護的典型設(shè)計上，對220kV雙母線進行雙重化配置，一套線路啟用一套失靈保護。將獨立的失靈啟動裝置取消，由母線的保護來實行電流判別。在主變壓器的保護上，都由母線保護來實行電流判別。

2.2 500kV主變壓器和母線的保護設(shè)計要求

二次典型設(shè)計采取防誤方法，針對變壓器失靈保護啟用后斷路器同時跳閘的弊端，采用增加動作接點，應(yīng)用靈敏度高的電子元器件，延時斷路器跳閘。同時為提高直跳回路的準(zhǔn)確性及可靠性，預(yù)防直跳類保護誤操作的發(fā)生，減少外掛繼電器拒動的風(fēng)險，二次典型設(shè)計要求斷路器經(jīng)母線保護跳閘時，增加固定延時，并配置不用整定靈敏度高的電子元器件。

2.3 短引線保護和重合閘三跳保護設(shè)計要求

二次典型設(shè)計要求在500kV的線路漲，雙套短引線保護在出線具有隔離開關(guān)的情況下按串組屏，取消在斷路器保護屏中的配置。同時要求用斷路器來保護重合閘故障中的三跳，沒有外回路的接線。在220kV的接線中，設(shè)計要求重合閘自動線路保護功能，不另行配置。

2.4 電壓切換箱以及操作箱的接線設(shè)計要求

在電壓切換箱的接線設(shè)計上，二次典型設(shè)計要求在原有雙重配置的基礎(chǔ)上，采用單位置輸入方法，以保證切換回路異常時，能夠?qū)崿F(xiàn)快速退出一套。在操作箱的要求上將其中的操作電源切換回路取消，斷路器的本身的防跳功能優(yōu)先采用，在箱內(nèi)增加兩套繼電器。

3 二次典型設(shè)計在具體實施時應(yīng)予以注意的問題

3.1 各個配置原則和組屏方案的靈活運用

阻抗保護雖然在實際運用中有很多弊端，但是阻抗保護如果被取消，需要大大的調(diào)整現(xiàn)有的定值系統(tǒng)。所以，對于配置較高，具有偏移特點的阻抗保護二次典型設(shè)計仍然給予了保留。用戶在具體的實施過程中，要根據(jù)實際運行狀況和自身需要來進行調(diào)整，適當(dāng)進行投入和取消。操作箱內(nèi)的出口繼電器對所有保護的跳閘啟用具有重要作用，但是此項配置的應(yīng)用也比較復(fù)雜，檢修和維護都不方便。二次典型設(shè)計配置原則要求配置分相的操作箱。分相的操作箱在每條線路配置一條，但是在實際運用中，也要根據(jù)線路的具體要求適當(dāng)進行雙操作箱的操作。具體操作要根據(jù)實際情況而定的，要給予靈活的運用。保證其繼電保護的安全性和穩(wěn)定性。

3.2 注意與相關(guān)專業(yè)單位的協(xié)調(diào)合作

在與相關(guān)專業(yè)的合作上，尤其是通信專業(yè)，在二次典型設(shè)計上要求合作統(tǒng)一。短線路的光纜架設(shè)上優(yōu)先考慮雙光纜，以直接在通信線架上引接保護光纖為宜。保護信息在每套光通信設(shè)備的傳送數(shù)量也要加以考慮，不能超負(fù)荷傳送。保護回路采用的光纜應(yīng)考慮220kV以上電壓等級等等。與通信專業(yè)的相互協(xié)調(diào)配合，采取最優(yōu)配置，保證繼電保護二次典型設(shè)計上的完善和高效。

繼電保護的二次典型設(shè)計要以具有可靠性，高效行和可行性為前提，對繼電保護系統(tǒng)進行優(yōu)化的配置和設(shè)計。在電網(wǎng)改造的實施過程中，以繼電保護技術(shù)的二次典型設(shè)計為基本原則，適當(dāng)?shù)母鶕?jù)各個地區(qū)的實際情況和配置習(xí)慣進行調(diào)整。在施工中對工作人員的技術(shù)水平和工程質(zhì)量要求要嚴(yán)格把關(guān)，發(fā)現(xiàn)問題，及時快速的解決，以使設(shè)計更加的完善，施工得以順利進行?？傊?，要以國家的電網(wǎng)能夠更加安全、更加可靠、更好的為人民服務(wù)為總的原則，將國家電網(wǎng)的改造順利的、高標(biāo)準(zhǔn)的完成，推動國家電網(wǎng)事業(yè)的發(fā)展。

[1]國家電網(wǎng)公司輸變電工程典型設(shè)計：500kV變電站二次部分，2007.

[2]Q/GDW 175-2008.變壓器、高壓并聯(lián)電抗器和母線保護及輔助裝置標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計規(guī)范.

[3]孫成寶.繼電保護.中國電力出版社，2005.