分析220kV變電站主變保護采取雙重保護的實施過程

呂偉勇

摘要：變電站作為電力系統(tǒng)的重要部分，包含著關(guān)鍵的技術(shù)環(huán)節(jié)，在社會生活和工業(yè)生產(chǎn)中都發(fā)揮著動力提供者的功能。為了保障變電站的安全順利運行，對變電站主變壓器的雙重保護成為不可回避的話題。

關(guān)鍵詞：220kV變電站；主變保護；雙重保護

中圖分類號：TM631 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）17-0110-02

根據(jù)國家電力公司所頒布的二十五項反措的具體要求，需要對重要的設(shè)備和線路進行加強的特別保護，即需要堅持兩套處于相對獨立的主保護的原則。而且要求這兩套保護是基于不用原理、來自不同廠家的產(chǎn)品。而對于重要的原件，還要充分考慮對其進行的后備保護的設(shè)置。

1 雙重保護策略的配置原則

1.1 在主保護上，堅持兩套相互獨立的保護原則

堅持這一原則，可以采取在主變套管電流和獨立電流兩種互感器之間進行切換的設(shè)計方式。如果旁路斷路器取代主變斷路器運行，此時第一套主保護就應(yīng)與之相應(yīng)，切換到旁路斷路器電流互感器的位置。同時，應(yīng)該考慮選用具有高安全性能的繼電保護設(shè)備裝置：32位機的DSP平臺的采用以及14-16AD的轉(zhuǎn)換；在保護模塊安排合理的雙重化控制，在其中一套保護進行檢修出現(xiàn)問題時，使另一套保護得以正常運行；確保將輸入直流電的電極顛倒時，裝置不發(fā)生損害，并且在極性回置之后裝置可以正常工作

等等。

1.2 堅持綜合自動化的原則

按照系統(tǒng)化的組織原則，進行智能的信息采集與檢測，綜合安排系統(tǒng)資源的配置，以使運作環(huán)節(jié)一體化，提高科學性、效率和合理性。如在主變保護的雙重保護中，可以將進行控制和數(shù)據(jù)采集的單元安裝在開關(guān)柜之內(nèi)，即可采用交流取樣的方式從電壓或電流互感器上直接測量。而自動化系統(tǒng)的采用，更是達到了減少人員、提高效率的目的，將人的勞動量轉(zhuǎn)移到機器上，提升勞動質(zhì)量和精

確度。

2 在雙重保護中的具體措施

2.1 保護模塊進行合理的配置

在實施模塊的裝置保護時，對配置模塊實行雙重化的合理配置，這一配置對運行中的設(shè)備實施全方位的保護，如果遇到設(shè)備中的配置出現(xiàn)故障而不能運行操作時，這一配置的實施就會起到保護設(shè)備的作用，由于在進行檢修或運行的過程中，考慮到設(shè)備的安全性問題，如果遇到故障的裝置需要退出程序或停止運行，進行檢修的情況發(fā)生，雙重化的保護配置就會在不影響其他裝置的情況下，完成繼續(xù)安全運行。裝置保護在跳閘口的保護措施進行雙重的出口保護，并且還具有一定的監(jiān)視功能，可以實施遠程在線召喚，并對制定的參數(shù)定值實行保護與修改，對時間進行有效的順序記錄。

2.2 雙重保護裝置的多種實施功能

在進行雙重保護的過程中，裝置能夠發(fā)出自檢后的異常信號，可以在自檢后得出配置出現(xiàn)損壞，發(fā)出警告后雙重保護裝置繼續(xù)安全運行，而不會發(fā)生誤動；此外，雙重保護裝置還能夠進行自動復(fù)位的功能，如果程序出現(xiàn)非正常的操作時，雙重保護可以通過自動復(fù)位的功能進行修復(fù)，并經(jīng)過復(fù)位修復(fù)后自動回到安全正常的工作狀態(tài)中。另外，主變保護采用雙重保護的實施可以最大力度地保證在各軟件實施保護的過程中，發(fā)生任何故障或遇到任何情況都不會互相進行影響，而是具有一定的整定值改變功能，將裝置的面板進行安全運行的改變并實施保護。

2.3 雙重保護裝置完善的分析功能

主變保護采用雙重保護的實施運用中，還具有完善的故障分析功能；雙重保護對于差動保護會采取不同的原理進行主保護，主要是為了對變壓器的繞組實施保護，在進行回流保護的過程中，每套保護都相對獨立，對保護的范圍也會重疊及交叉，以便在運行過程中遇到死區(qū)。

2.4 雙重保護對后備的短路相間保護

變壓器作為主要保護，在對后備的短路進行相間保護時，主要是對短路的故障及相鄰的軟件實施后備保護，在高壓測能夠安裝阻礙保護的保護裝置，在低壓測能夠安裝電流速斷的保護裝置；與此同時，變壓器對自身進行相應(yīng)的保護措施，當變壓器遇到溫度及瓦斯等系統(tǒng)上的故障時，雙重保護系統(tǒng)就會實施全方位的保護裝置，并發(fā)出故障信號，在整個的保護過程中，變壓器瓦斯具有密封、防水、防油的優(yōu)越性。

3 雙重保護在主變保護中的應(yīng)用

實施過程應(yīng)該遵循專業(yè)規(guī)律、國家行業(yè)規(guī)則以及實際需要情況。下面以新疆某220kV電站為參考，對這一雙重保護策略予以論述。

3.1 基于電氣量的主保護

基于電氣量的主保護，其必然選擇仍為縱差保護?？v差保護的實用性和優(yōu)勢顯而易見：它不僅能夠反映出處于變壓器的內(nèi)部的相間的短路故障，而且還能反映出匝間層間的和單相接地的短路造成的故障。兩套主保護采用的差動保護基于不同原理，當變壓器異?；虺霈F(xiàn)故障時，差動保護的工作方式為：保護動作會跳開處于變壓器各側(cè)的斷路器，并且發(fā)出信號。

3.2 抗阻保護

以220kV側(cè)為例，此類保護抗阻具有偏移特性，保證指向變壓器的正方向指向。方案一：保護的正方向是指向變壓器的，而且對于110kV的母線故障具有靈敏系數(shù)；保護設(shè)置為一段式、兩個時限，其中第一時限跳開220KV側(cè)的分段和母聯(lián)斷路器，而第二時限則跳開的是變壓器各側(cè)的斷路器。方案二：保護范圍到變壓器部分的繞組和本側(cè)線路的出口，不延伸至變壓器另一側(cè)的母線；保護設(shè)置為一個段式、一個時限，保護動作延時跳開處于變壓器各側(cè)的斷路器。同時，要防止極力防止在異常情況下產(chǎn)生的誤動，如切線閉鎖、切換過程的直流和交流失壓等等。

3.3 過流保護

從優(yōu)先對電力設(shè)備進行保護的原則出發(fā)，過流保護可采用復(fù)合電壓閉鎖的過流保護。出于對中壓和高壓側(cè)的接地設(shè)備的考慮，對于單相接地故障的出現(xiàn)，還要進行零序過流保護的配置。以220kV側(cè)為例，配置復(fù)合電壓閉鎖的過流保護。方案一：保護設(shè)置為兩段式，其中第一段為帶方向，指向變壓器，設(shè)為兩個時限，其中第一時限跳開的是110kV的母聯(lián)斷路器，第二時限為不帶方向，保護動作則跳開處于變壓器各側(cè)的斷路器。方案二：保護設(shè)置為兩段式，其中第一段為帶方向，指向220kV的母線，設(shè)為兩個時限，其中第一時限跳開的是220kV的母聯(lián)斷路器，第二時限則跳開本側(cè)的斷路器。第二段為不帶方向，保護動作則跳開處于變壓器各側(cè)的斷路器。同時，為了消除因母線發(fā)生的三相短路故障而引起的相間方向的元件死區(qū)，變壓器的220kV側(cè)的相間方向元件的電壓取自110kV側(cè)的電壓。復(fù)合電壓則取自35kV側(cè)。

3.4 中性點保護

在變電站主接線方面，低壓側(cè)為不接地，中壓和高壓側(cè)為中性點的直接接地。據(jù)此，在低壓側(cè)方面只安排零序過壓保護的配置；在中壓和高壓側(cè)，安排間隙電流保護以及零序過壓保護和零序過流保護，且要主要注意兩種情況：隔離刀合閘時，中性點的接地運行狀態(tài)下，上述的零序電壓和電流以及間隙電流參數(shù)都可被監(jiān)視；隔離刀分閘時，中性點的不接地運行狀態(tài)下，上述三種參數(shù)中的零序電流無法被監(jiān)視。此外，還需要斷路器失靈保護和非全相保護。

4 結(jié)語

在220kV變電站的建設(shè)運作中，雙重保護的實施更加科學合理，提高了變電站運作的效率。220kV變電站的主變保護所采取的雙重保護策略的原理原則，對主變保護的雙重保護策略的實施有了更詳細的運作理論，以求探討220kV變電站的管理改進與運作升級之路。

參考文獻

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