探析變電站二次繼電保護設計方法及問題

【摘要】隨著社會和經濟的快速發(fā)展，與人民生活息息相關的電力系統(tǒng)建設不斷增加，科技化和網絡化的開展應用，繼電保護系統(tǒng)的技術水平和建設規(guī)模等各方面有了顯著提高。筆者結合多年經驗在本文對繼電保護二次設計的編制依據進行概述，并分析了二次設計和二次設備選型時應該注意的相關性事項，探討了繼電保護組屏和配置原則，并提出在運用過程中應注意的問題。

【關鍵詞】變電站；繼電保護；二次設計；注意事項

一、前言

近年來，隨著科學水平的不斷提高，我國的電力行業(yè)也取得了突破性的發(fā)展。在電力系統(tǒng)中，微機型二次繼電保護設備在電力企業(yè)中廣泛運用。但是，由于目前我國生產二次繼電器保護設備的企業(yè)很多，二次繼電保護產品在定制、報告、端子等方面存在很大的區(qū)別，設備不符合規(guī)范的情況比較嚴重，設備操作、保養(yǎng)等方面復雜，使變電站的管理更為困難。所以，為進一步加強二次變電站的裝置的規(guī)范性，電網調度系統(tǒng)在符合我國有關規(guī)定的基礎上，結合企業(yè)的自身特點逐步完善和制定了相應的標準，使二次繼電保護的開展更為規(guī)范。

二、二次繼電保護設備的選型問題

2.1母線電壓切換

在二次繼電保護中應用雙母線接線，必須運用側母線隔離開關操作，這樣可以實現(xiàn)兩個開關直流電源和二母線電壓的二次切換。假如在二次繼電器保護運行過程中，出現(xiàn)隔離開關接觸不良的情況，則會引起距離保護退出運行的風險，甚至還會導致操作出現(xiàn)錯誤的問題。所以，為了避免這種情況，可以改變設備制造供應商，在電壓開關盒使用雙位置繼電器來替代繼電器。

2.2變電站后臺系統(tǒng)的管理

在變電站自動化系統(tǒng)的設計和運用期間，電力工作人員很容易忽視后臺監(jiān)控機型號的查詢問題。后臺監(jiān)控機是處于一個持續(xù)的全天候運行狀態(tài)，這就對繼電器速度要求比較高，并且對電磁環(huán)境具有較高的數據交換量和很強的適應能力。所以，工作人員在選擇變電站系統(tǒng)的過程中，必須要選擇應用性能比較強的。

2.3零序保護

當額定電壓大于110KV時，很容易發(fā)生單相接地故障，這是經常出現(xiàn)的一種故障類型，發(fā)生率比較高，這個問題的發(fā)生率能達到總故障率的90%。所以設計中零序保護常采用自產的3U0，故110KV零序保護設計要考慮3U0的接線方式。110KV線路保護中逐漸采用110KV光纖保護作為主保護。

三、繼電保護組屏與配置方法

3.1母線保護與斷路器失靈保護

從變電站繼電保護以往的經驗以及統(tǒng)計研究來看，錯誤的啟動方法索引發(fā)的故障是導致誤操作保護系統(tǒng)故障的主要原因。這種問題出現(xiàn)的主要原因是在于失靈電流判別是通過系統(tǒng)獨立設置的失靈啟動裝置運行來實現(xiàn)的，而不是通過最后完成跳閘的失靈保護。所以，在這兩個方面中應該按照以下兩個要求來設計：第一，在雙重保護分配失敗后，必須立即采取故障保護措施，即每套線路運用一對一的啟動方法，可以簡化故障啟動的移動設備，可以把取消110kV間隔的獨立配置的相關故障啟動裝置；第二，完整的雙母線保護中應包括兩套故障保護的有關功能，來對雙母線進行保護。

3.2電壓切換箱接線

在電壓開關箱的設計時可以采用雙接觸位置的方式，能夠有效避免接觸不良所引起的壓力損失問題。但是在維護電壓開關箱方面，必須要使用恰當的維護措施，否則很容易引起反送電的情況，從而使整個電力系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性受到影響，嚴重時甚至使設備受到損壞。所以，在這兩個典型的設計過程中，在雙電壓開關盒防護設備的基礎上，往往需要采用單位置輸入方式，以便隔離開關輔助觸點設計。假如一個系統(tǒng)的開關輔助觸點出現(xiàn)接觸不良現(xiàn)象，那么開關電路則是不正常的，這種情況下必須結合實際情況來采用相應的應對方法。

3.3110kv線路重合閘

母線保護的主要功能是根據有關需求增加二次繼電保護，獨立的配置往往不再采用斷路器輔助保護裝置配置，普通的設計增加了重合閘所有套線路保護裝置的作用。為使電路得到進一步簡化，保持獨立的運行模式，在典型設計系統(tǒng)時，應該采用重合閘保護方式。另外，斷路器控制應該保持其位置，需要不斷地重合閘與每套線路保護的同時也運行或退出。

3.4斷路器與母線保護失靈

在變壓器主單元內，由主變壓器故障或系統(tǒng)母線故障所引起的變壓器側斷路器失靈和保護失靈，一般通過母線保護來判別。故障保護使用雙重化配置，保證每套線路都是運用了一對一的模式進行故障保護，以便簡化故障啟動設備。利用電流判別故障來進行母線保護，取消各個110kv間隔的失靈啟動設備的獨立配置。

四、繼電保護運用中的注意事項

4.1一次設備的要求

進一步簡化二次回路，防止出現(xiàn)誤操作的情況，二次典型設計（除變壓器、母聯(lián)元件保護）一般不需要實施三相一致的斷路器保護，在斷路器本體機制的前提下，要采用跳合閘壓力鎖定、斷路器防跳等功能。在同一時間，在典型設計二次保護時，在滿足雙母線電壓互感器的接線要求下，把三相線路電壓互感器放置于每個雙母線間隔之中，不僅可以使電壓切換電路簡化，還可以有效的提高安全性與可靠性。

4.2協(xié)調通信專業(yè)

在正常情況下，由于通信設備兩個專業(yè)的規(guī)定不同，需要繼電保護與通信系統(tǒng)之間進行相應的調整，主要表現(xiàn)在一下三方面：第一，如果一回路兩套縱聯(lián)保護采用的是專門的通信發(fā)射機，必須分別建設光通信設備通道，并進行單獨的傳輸；第二，如果系統(tǒng)線路保護采用的是光纖特殊的通道，可以使用保護的光纖和通信光纖配線架直接連接；第三，對于50公里以下的短線路，可以在缺乏光電纜道的基礎上，設置雙電纜雙回線路。

五、結束語

在初步設計與可行性研究報告階段，變電站二次典型設計必須重視項目接入系統(tǒng)設計和協(xié)調。采用屏幕系統(tǒng)必須要有合適的配置，要對繼電保護典型設計進行優(yōu)先考慮，對各個區(qū)域平時使用的方式也可以加以適當考慮。在設備采購招標中，在典型設計階段，國家電網規(guī)模招標系統(tǒng)的招標文件和國家電網繼電保護企業(yè)的標準，典型設計應把企業(yè)標準作為前提，基于投標而采用的典型的系統(tǒng)設計。在設計過程中，不光要加強設計關鍵環(huán)節(jié)部分，還應注重管理細節(jié)部分，對于常見的問題，根據實際情況進行具體的分析，全面分析變電站兩路繼電器配制方法和組屏原則，從而達到設計的科學性合理的。另外，還必須注重選擇二次繼電器保護設備，運用優(yōu)化設計，提高變電站繼電保護系統(tǒng)的安全性和可靠性。

參考文獻

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