曹景坤

變電站二次繼電保護(hù)設(shè)計(jì)方法及問題淺述

曹景坤

（湖南 湘潭 411100）

在變電站運(yùn)行中，繼電保護(hù)系統(tǒng)可檢測(cè)站內(nèi)發(fā)生的故障與異常情況，然后及時(shí)的發(fā)出報(bào)警信號(hào)，或者是將故障點(diǎn)隔離與切除，以確保變電站運(yùn)行安全。對(duì)此，本文首先分析了變電站二次繼電保護(hù)配置與組屏方法，其次對(duì)變電站二次繼電保護(hù)選型問題進(jìn)行了一定的闡述，最后研究了變電站二次繼電保護(hù)運(yùn)用中的注意事項(xiàng)，以供參考。

變電站；二次繼電保護(hù)；設(shè)計(jì)方法；問題

1 引言

近年來，隨著電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展，對(duì)供電安全與質(zhì)量均提出了更高的要求，變電站是一種重要的供配電樞紐，對(duì)變電站二次繼電保護(hù)設(shè)計(jì)方法與問題進(jìn)行深入的分析具有十分重要的意義。

2 變電站二次繼電保護(hù)配置與組屏方法

2.1 母線保護(hù)與斷路器的失靈保護(hù)

根據(jù)相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可知，如果母線保護(hù)與斷路器發(fā)生了嚴(yán)重的失靈問題，由于影響因素較多，除了工作人員誤啟動(dòng)失靈保護(hù)之外，對(duì)失靈電流的流量與大小等因素的控制力度也不足，導(dǎo)致電力系統(tǒng)配置無法滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，從而對(duì)失靈保護(hù)工作的高效運(yùn)行造成一定的影響。如果出現(xiàn)了無啟動(dòng)失靈的問題，極容易引發(fā)嚴(yán)重的誤操作問題，對(duì)此，相關(guān)工作人員應(yīng)科學(xué)判斷失靈電流，并且還需要適當(dāng)提高失靈保護(hù)工作的穩(wěn)定性，即為在進(jìn)行二次設(shè)計(jì)工作時(shí)，工作人員應(yīng)做好以下設(shè)計(jì)工作：①在雙母線中設(shè)置二重失靈保護(hù)裝置，對(duì)于相關(guān)的保護(hù)裝置，應(yīng)具有失靈保護(hù)基本功能，以更好的保護(hù)母線。②在應(yīng)用失靈保護(hù)裝置時(shí)，工作人員應(yīng)當(dāng)在盡量短的時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)一對(duì)一模式。在此過程中，需要對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行簡化處理，從而提高電流的判別效率。③在進(jìn)行母線保護(hù)工作時(shí)，主變壓器故障或母線故障問題均與失靈保護(hù)裝置間存在直接的關(guān)聯(lián)，對(duì)此，工作人員應(yīng)高度重視電力的判別工作，以真正做好母線的保護(hù)工作。

2.2 合理設(shè)置線路重合閘

對(duì)于斷路器的保護(hù)裝置，應(yīng)改變之前獨(dú)立配置的狀態(tài)，在進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)工作時(shí)，工作人員必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行，即為在進(jìn)行重合閘的設(shè)置時(shí)對(duì)線路進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)。其中，為了確?；芈返暮喕癄顟B(tài)，兩套保護(hù)均應(yīng)達(dá)到一定的獨(dú)立性。同時(shí)，在進(jìn)行典型設(shè)計(jì)時(shí)，工作人員還應(yīng)做好重合閘的設(shè)置工作，僅需要保證兩套保護(hù)均布處于啟動(dòng)或是閉鎖狀態(tài)便可，對(duì)于斷路器的設(shè)置工作，應(yīng)處于不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)狀態(tài)。此外，雙母線的接線問題也是一項(xiàng)重要問題，線路保護(hù)自身應(yīng)當(dāng)具備重合閘功能，回路應(yīng)當(dāng)與重合閘進(jìn)行溝通，合用線路需進(jìn)行三跳。所以，線路重合閘設(shè)計(jì)工作十分復(fù)雜，操作人員應(yīng)根據(jù)變電站電力線路分布與特征進(jìn)行具體操作。

2.3 電壓切換箱接線

在設(shè)計(jì)電壓開關(guān)箱時(shí)，可采用雙接觸位置的方法，以有效避免由于接觸不良導(dǎo)致的壓力損失問題。但在進(jìn)行電壓開關(guān)箱的維護(hù)操作時(shí)，必須選用適宜的維護(hù)措施，以避免引發(fā)反送電故障的發(fā)生，進(jìn)而影響到整體電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，嚴(yán)重情況下甚至還會(huì)導(dǎo)致設(shè)備被破壞。所以，在進(jìn)行電壓開關(guān)箱設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)在雙電壓開關(guān)盒防護(hù)設(shè)備的基礎(chǔ)上，采用單位位置輸入方法，為開關(guān)輔助觸點(diǎn)設(shè)計(jì)提供便利。如果一個(gè)系統(tǒng)的開關(guān)輔助點(diǎn)發(fā)生了接觸不良的情況，則表示開關(guān)電路處于不正常狀態(tài)，對(duì)此，必須充分結(jié)合實(shí)際情況，選用相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。

2.4 保護(hù)與故障錄波信息管理子站系統(tǒng)設(shè)計(jì)

UNIX系統(tǒng)的安全機(jī)制具有較高的可靠性，并且具備完善的備份功能與穩(wěn)定的系統(tǒng)核心。嵌入式裝置化設(shè)備系統(tǒng)具有較強(qiáng)的可靠性與十分良好的穩(wěn)定性，此類裝置中，通常不安裝硬盤與風(fēng)扇燈設(shè)備，系統(tǒng)更加簡化，且避免了由于存儲(chǔ)設(shè)備發(fā)生振動(dòng)導(dǎo)致的系統(tǒng)故障問題，是方案優(yōu)化選擇方法之一。由于調(diào)度對(duì)保護(hù)的可靠性與故障信息管理子系統(tǒng)的安全性與可靠性提出了較高的要求，嵌入式裝置產(chǎn)品可作為二次典型子站系統(tǒng)設(shè)計(jì)的首要選擇，LINUX與UNIX系統(tǒng)為主機(jī)主要采用的系統(tǒng)模式。

3 變電站二次繼電保護(hù)選型問題

3.1 零序電流保護(hù)

大多數(shù)情況下，對(duì)于零序的保護(hù)，往往僅采用通用定時(shí)比較器T1便可，此類比較器是事件管理器EVA的組成部分之一，之后進(jìn)行連續(xù)增加與計(jì)算數(shù)據(jù)模式即可。對(duì)于PFC部分的系統(tǒng)流程，主要涉及以下內(nèi)容：①當(dāng)主程序開機(jī)或是復(fù)位之后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行首次初始化操作，其他初始化一般包含變量初始化、事件管理器初始化與中斷初始化。其中，中斷流程即為對(duì)整流電壓與電感電流的輸入與輸出；②對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣，并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；③調(diào)節(jié)電壓環(huán)路。如果電壓超過110kV，單項(xiàng)接地現(xiàn)象發(fā)生率較高，在總故障中所占據(jù)的比重超過80%。零序電流能夠及時(shí)排除、解決此類單向接地現(xiàn)象的發(fā)生，從而保證線路的正常運(yùn)行。對(duì)于零序電流常使用的元件類型，主要為零序電壓在3UO和電流在3IO形成的方向上。

3.2 母線電壓進(jìn)行切換問題

如果采用雙母線進(jìn)行變電站的施工，往往需要對(duì)母線電壓進(jìn)行二次切換操作，在實(shí)際操作過程中，還需要采用母線側(cè)隔離閘。當(dāng)電力處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，如果隔離電閘發(fā)生了接觸不良的問題，必定會(huì)引發(fā)失壓或是距離保護(hù)誤動(dòng)的情況，對(duì)此，為了提前解決此種故障問題，生產(chǎn)廠家在進(jìn)行切換繼電器的生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)在電壓切換箱中將切換轉(zhuǎn)換器改為雙位置繼電器。

3.3 變電站的后臺(tái)系統(tǒng)問題

在進(jìn)行變電站的自動(dòng)化設(shè)計(jì)時(shí)，后臺(tái)系統(tǒng)的一些細(xì)節(jié)問題極容易被忽略，這就需要進(jìn)行電流輸出與計(jì)算寄存器值與占空比，且還需要設(shè)置PAM信號(hào)控制開關(guān)。在正常操作情況下，變電站一般直接供電，電源電流是其后備點(diǎn)煙。在進(jìn)行逆變器的選用時(shí)，對(duì)于逆變器的容量，需在500～1000VA范圍內(nèi)選擇，以妥善解決后臺(tái)監(jiān)控常出現(xiàn)的問題，更好的穩(wěn)定電源電壓，確保整體系統(tǒng)的可靠、安全運(yùn)行。

4 繼電保護(hù)運(yùn)用中的注意事項(xiàng)

4.1 一次設(shè)備的要求

對(duì)于變電站中繼電保護(hù)的運(yùn)用，需進(jìn)一步簡化二次回路，以避免誤操作現(xiàn)象的出現(xiàn)。對(duì)于二次典型設(shè)備，除了變壓器與母聯(lián)元件保護(hù)，通常不需要進(jìn)行三相一致的斷路器保護(hù)操作，在斷路器本體機(jī)制基礎(chǔ)上，需要采用跳合閘鎖定、斷路器防跳等功能。在同一時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行典型設(shè)備二次保護(hù)時(shí)，不僅需要滿足雙母線電壓互感器的接線要求，還需在每個(gè)雙母線間隔中放置三相線路電壓互感器，以進(jìn)一步簡化電壓切換電路，有效提升電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性與可靠性。

4.2 協(xié)調(diào)通信專業(yè)

通常情況下，通信設(shè)備兩個(gè)專業(yè)規(guī)定的不同，往往需要適當(dāng)調(diào)整繼電保護(hù)與通信系統(tǒng)，主要涉及以下內(nèi)容：①若一回路兩套縱聯(lián)保護(hù)使用專門的通信發(fā)射機(jī)，必須分別建設(shè)光通信設(shè)備通道，并且還需進(jìn)行單獨(dú)的傳輸。②若系統(tǒng)線路保護(hù)采用了光纖特殊的通道，可采用保護(hù)的光纖直接連接通信的光纖配線架。③對(duì)于不超過50km的短線路，若缺乏光電纜道，可設(shè)置雙電纜雙回線路。

5 結(jié)語

綜上所述，在設(shè)計(jì)變電站二次繼電保護(hù)時(shí)，需對(duì)繼電保護(hù)相關(guān)要求進(jìn)行綜合的考慮，然后根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)與常出現(xiàn)的問題，設(shè)計(jì)科學(xué)合理的、高效的保護(hù)系統(tǒng)。此外，二次設(shè)備選型也是繼電保護(hù)設(shè)計(jì)工作的重要組成部分，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，能夠使得二次系統(tǒng)對(duì)變電站的電力系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)，提升各項(xiàng)電力設(shè)備的穩(wěn)定性。

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2016-11-8