何文元

摘 要：電力系統(tǒng)繼電保護及自動裝置是保障電力系統(tǒng)安全運行的關(guān)鍵。安全自動裝置對于繼電保護安全性、穩(wěn)定性以及靈活性上達到相應(yīng)要求。在計算過程中，運行方式的選擇、短路電流的計算等，都給繼電保護的結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。該文根據(jù)變電站原始材料數(shù)據(jù)進行分析，根據(jù)現(xiàn)階段變電站中存在的安全問題進行討論，結(jié)合實際情況對35 kV變電站內(nèi)部安全設(shè)備進行重新設(shè)計，優(yōu)化現(xiàn)階段35 kV變電站中的繼電保護措施，以及變電站安全自動裝置的設(shè)計與使用問題。

關(guān)鍵詞：35 kV變電所 繼電保護 配置選擇 圖紙設(shè)計

中圖分類號：TU856 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）05（a）-0084-01

1 35 kV降壓變電站繼電保護和自動裝置規(guī)劃

1.1 變壓器保護配置

電力變壓器在整個電力系統(tǒng)中的作用尤為重要，它發(fā)生故障時會對整個電力系統(tǒng)的正常運行帶來很大影響，所以了確保電力系統(tǒng)在運行中的可靠性，在電力系統(tǒng)中的變壓器使用時，應(yīng)根據(jù)變壓器自身電力容量為其安裝配套的保護裝置。電力變壓器故障區(qū)域主要為內(nèi)部區(qū)域故障與外部區(qū)域故障，外部區(qū)域故障是由變壓器引出線短路以及變壓器外部線路套管損毀造成的；內(nèi)部區(qū)域故障主要由變壓器內(nèi)部油箱損壞、內(nèi)部繞組線短路以及貼心損毀造成的。

變壓器在運行中的故障表現(xiàn)可分為：變壓器外部外接線短路以及接地線短路造成的電流超過標準現(xiàn)象；變壓器內(nèi)部油箱損壞造成的油壓降低以及超負荷現(xiàn)象，這些都為變壓器使用中的安全與可靠性受到很大考驗。

根據(jù)對變壓器故障類型的分析，在變壓器實際運行中應(yīng)加以下幾點安全措施：

（1）變壓器內(nèi)部應(yīng)安裝瓦斯保護設(shè)備

當(dāng)變壓器因繞組線短路、油箱損壞以及鐵心損壞等原因造成內(nèi)部故障時，由于內(nèi)部故障區(qū)域受到電弧與電流作用影響，使變壓器內(nèi)部部分絕緣物體受到電解作用產(chǎn)生氣體，而且產(chǎn)生的氣體相對較輕，所以他們會從油箱位置流動到油枕區(qū)域上部。當(dāng)變壓器內(nèi)部故障較為嚴重時，變壓器內(nèi)部產(chǎn)生的氣體量相對較大，所以氣體在流向油枕時會相對較為劇烈，瓦斯保護設(shè)備就是可以有效利用變壓器內(nèi)部故障產(chǎn)生氣體這一現(xiàn)象，對變壓器內(nèi)部故障可以及時發(fā)現(xiàn)與反映。當(dāng)變壓器因輕微故障產(chǎn)生少量氣體時，瓦斯保護設(shè)備會及時發(fā)現(xiàn)并發(fā)出報警信號，當(dāng)變壓器因嚴重故障產(chǎn)生大量氣體時，瓦斯保護設(shè)備在預(yù)警的同時，也會做出自動打開兩側(cè)斷路器截斷電源，避免變壓器受到更加嚴重的破壞。

（2）變壓器外部線路組應(yīng)安裝縱差保護設(shè)備

變壓器外部故障主要區(qū)域在于引出線與套管部分，所以應(yīng)安裝縱差保護設(shè)備與瓦斯保護設(shè)備互相配合補充，當(dāng)變壓器外部故障時可迅速將內(nèi)部設(shè)備與引線相隔離，將變壓外部故障對內(nèi)部故障產(chǎn)生的連鎖故障影響將至最低。變壓器縱差保護是通過比較變壓器兩側(cè)電流的相位及大小，來判別發(fā)生的是保護區(qū)內(nèi)還是保護區(qū)外的故障，從而迅速切除保護區(qū)內(nèi)的故障，具有很高的靈敏度。

（3）變壓器外部應(yīng)安裝復(fù)合電壓啟動設(shè)備

為反應(yīng)變壓器外部故障而引起的變壓器繞組過電流，以及在變壓器內(nèi)部故障時，做為差動保護和瓦斯保護的后備保護，變壓器應(yīng)該裝設(shè)過電流保護。變壓器在保護設(shè)備安裝時應(yīng)根據(jù)其自身容量與線路電流水平而定，當(dāng)變壓器線路中電流超過預(yù)定使用值，復(fù)合電壓啟動設(shè)備可以對線路起到有效保護。應(yīng)用復(fù)合電壓啟動設(shè)備的35 kV變電站在繼電保護上有以下幾項優(yōu)點：可以有效提升電壓元件的靈敏度，避免其在不對稱短路時受到損壞；當(dāng)變壓后面區(qū)域發(fā)生短路現(xiàn)象時，電壓援建可以與變壓器進行后備線路連接方式運行；在三相短路時，如果由于瞬間出現(xiàn)負序電壓，靈敏系統(tǒng)能提高KLm（=1.15～1.2）倍。

（4）接地保護（也稱短路保護）

接地變采用零序電流保護；不接地變采用零序電壓保護和間隙零序電流保護。

1.2 變電站自動裝置配置

（1）35 kV備用電源自動投入裝置

為保證變電站某一路進線發(fā)生故障，進線斷路器跳閘時，變電站進線斷路器的內(nèi)橋DL3斷路器能立即合閘，保證變電站兩臺主變正常供電，故斷路器DL3需要加裝備用電源自動投入裝置，簡稱“BZT”。

（2）10 kV母分開關(guān)備用電源自動投入裝置

當(dāng)兩臺變壓器運行，而變電站10kV母線分段斷路器DL6在分閘狀態(tài)時，任一臺變壓器發(fā)生故障被切除，DL6能立即合閘，保證變電站對外正常供電，提高供電可靠性，斷路器DL6應(yīng)裝設(shè)備用電源自動投入裝置“BZT”。

（3）自動重合閘裝置

為保證輸電線路因“瞬時故障”時繼電保護裝置動作切除故障后能快速恢復(fù)送電，同時考慮系統(tǒng)穩(wěn)定要求，在出線斷路器上應(yīng)裝設(shè)自動重合閘裝置簡稱“ZCH”，同時為防止“ZCH”裝置重合在線路永久性故障上而造成對設(shè)施的危害，采用一次重合的重合閘后加速方式。

（4）頻減載自動裝置

為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和重要負荷的正常工作，必須在10 kV出線上加裝低頻減載自動裝置。在系統(tǒng)發(fā)電出力不足或發(fā)生系統(tǒng)故障時，系統(tǒng)頻率發(fā)生下降，為防止發(fā)生系統(tǒng)頻率崩潰，必須立即按照事先的規(guī)定減少供電量即自動跳開部分次要負荷線路開關(guān)，從而避免發(fā)生系統(tǒng)的頻率崩潰。

（5）電流接地選線裝置

用來查找小電流系統(tǒng)發(fā)生單相接地時的故障線路。采用微機式接地檢測裝置或帶接地檢測功能的微機式線路保護選出接地線路，發(fā)出信號，由運行人員采取措施（如轉(zhuǎn)移負荷）后再切除故障回路，可保障正?；芈饭╇姷倪B續(xù)性。

（6）35 kV，10 kV線路保護裝置

用來保護線路系統(tǒng)產(chǎn)生的故障，減少故障區(qū)域。輸電線路保護在繼電保護中具有重要地位，且隨著超高壓、長距離輸電線路的發(fā)展，對輸電線路保護的功能提出了更新更高的要求，加之輸電線路保護本身具有復(fù)雜功能和邏輯，使微機保護在輸電線路保護這一領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。

（7）差動保護，高低后備保護裝置

作為主變壓器的內(nèi)部故障及外部故障的保護。當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時，兩側(cè)（或三側(cè)）向故障點提供短路電流，差動保護感受到的二次電流和的正比于故障點電流，差動繼電器動作。

2 結(jié)語

變電所繼電保護及自動裝置設(shè)計是綜合系統(tǒng)的工程，即包含了電力電子、通信技術(shù)、計算機技術(shù)等的融合。在對裝置的設(shè)計過程中，不僅考慮到其經(jīng)濟性，而且考慮到裝置的穩(wěn)定性和可靠性。這些技術(shù)是我今后的不斷學(xué)習(xí)的內(nèi)容，也是工作必備知識。本人完成此文也是多年的實踐經(jīng)驗及結(jié)合理論知識結(jié)果。

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