王存伍 孔曉文 彭 建

國網(wǎng)新疆電力公司阿勒泰供電公司

變電站二次繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)方法及問題探討

王存伍 孔曉文 彭 建

國網(wǎng)新疆電力公司阿勒泰供電公司

隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，與人民生活息息相關(guān)的電力系統(tǒng)建設(shè)不斷增加，科技化和網(wǎng)絡(luò)化的開展應(yīng)用，繼電保護(hù)系統(tǒng)的技術(shù)水平和建設(shè)規(guī)模等各方面有了顯著提高。繼電保護(hù)裝置在得到較為快速發(fā)展的同時(shí)，也出現(xiàn)了一些問題急需要解決。在此情況下，需要國家電力管理部門專門就繼電設(shè)備裝置制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，為這方面的生產(chǎn)企業(yè)提供一個(gè)統(tǒng)一的生產(chǎn)依據(jù)，以便為繼電保護(hù)工作的順利進(jìn)行打下基礎(chǔ)。本文對(duì)于變電站二次繼電保護(hù)設(shè)計(jì)方法及問題進(jìn)行了探討，希望為以后的具體工作起到實(shí)際的參考作用。

變電站；二次設(shè)計(jì)；繼電保護(hù)

1、繼電保護(hù)設(shè)計(jì)原則

在對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中，對(duì)于保護(hù)裝置的基本要求主要是選擇性﹑速動(dòng)性﹑靈敏性和可靠性。為了保證系統(tǒng)在投運(yùn)后能夠高效穩(wěn)定的運(yùn)行，對(duì)于這四個(gè)基本要求間的關(guān)系要正確認(rèn)識(shí)并協(xié)調(diào)處理。結(jié)合以往實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)時(shí)可以根據(jù)嚴(yán)格的選擇性﹑需要的速動(dòng)性﹑足夠的靈敏性和必要的可靠性這四個(gè)原則進(jìn)行。

2、二次設(shè)備選型問題

2.1 零序保護(hù)

目前的電力系統(tǒng)中，如果電壓超過l10KV，則會(huì)出現(xiàn)一種常見的單相接地故障，其在所有的故障中占比例較高。零序電流保護(hù)是快速解除這一故障，以達(dá)到接地保護(hù)的重要手段。在進(jìn)行此項(xiàng)保護(hù)時(shí)，最常用的元件為零序電壓與電流組成的方向元件。

2.2 母線電壓切換

變電站母線接線方式有很多種類，其中一種為雙母線連接，在這種線路中需要有相應(yīng)的母線側(cè)隔離刀閘才可以完成母線電壓的切換工作。在整個(gè)電力的運(yùn)行過程中，隔離刀閘如果出現(xiàn)一些接觸方面的故障則會(huì)造成一些失壓等方面的問題，就會(huì)使得用電出現(xiàn)異常。因此，為有效地應(yīng)對(duì)這一問題，必須要對(duì)一些沒有執(zhí)行相關(guān)規(guī)范的廠家應(yīng)提出相應(yīng)的要求，確保其生產(chǎn)出來的繼電器可以進(jìn)行雙位切換。

2.3 變電站后臺(tái)系統(tǒng)

變電站系統(tǒng)的后臺(tái)監(jiān)控裝置對(duì)整個(gè)變電系統(tǒng)的性能和效率都有一定影響，因而對(duì)此種監(jiān)控后臺(tái)設(shè)備各方面要求較高。不過，目前的變電站后臺(tái)系統(tǒng)大多數(shù)采用性能一般的商用機(jī)，這些機(jī)器經(jīng)常由于性能原因而導(dǎo)致一些設(shè)備損壞，不利于系統(tǒng)的平穩(wěn)安全運(yùn)行。因此，要通過相應(yīng)的改進(jìn)措施來應(yīng)對(duì)這一問題，比較常用的做法為在后臺(tái)系統(tǒng)配置容量大的優(yōu)質(zhì)電源。

3、繼電保護(hù)組屏與配置方法

3.1 母線保護(hù)與斷路器失靈保護(hù)

從變電站繼電保護(hù)以往的經(jīng)驗(yàn)以及統(tǒng)計(jì)研究來看，錯(cuò)誤的啟動(dòng)方法索引發(fā)的故障是導(dǎo)致誤操作保護(hù)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(dú)立設(shè)置的失靈啟動(dòng)裝置運(yùn)行來實(shí)現(xiàn)的，而不是通過最后完成跳聞的失靈保護(hù)。所以，在這兩個(gè)方面中應(yīng)該按照以卜兩個(gè)要求來設(shè)計(jì)：第一，在雙重保護(hù)分配失敗后，必須立即采取故障保護(hù)措施，即每套線路運(yùn)用一對(duì)一的啟動(dòng)方法，可以簡化故障啟動(dòng)的移動(dòng)設(shè)備，可以把取消110kV間隔的獨(dú)立配置的相關(guān)故障啟動(dòng)裝置；第二，完整的雙母線保護(hù)中應(yīng)包括兩套故障保護(hù)的有關(guān)功能，來對(duì)雙母線進(jìn)行保護(hù)。

3.2 電壓切換箱接線

在電壓開關(guān)箱的設(shè)計(jì)時(shí)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(hù)電壓開關(guān)箱方面，必須要使用恰當(dāng)?shù)木S護(hù)措施，否則很容易引起反送電的情況，從而使整個(gè)電力系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性受到影響，嚴(yán)重時(shí)甚至使設(shè)備受到損壞。所以，在這兩個(gè)臾型的設(shè)計(jì)過程中，在雙電壓開關(guān)盒防護(hù)設(shè)備的基礎(chǔ)上，往往需要采用單位置輸入方式，以便隔離開關(guān)輔助觸點(diǎn)設(shè)計(jì)。假如一個(gè)系統(tǒng)的開關(guān)輔助觸點(diǎn)出現(xiàn)接觸不良現(xiàn)象，那么開關(guān)電路則是不正常的，這種情況卜必須結(jié)合實(shí)際情況來采用相應(yīng)的應(yīng)對(duì)方法。

3.3 斷路器與母線保護(hù)失靈

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

4、二次繼電保護(hù)應(yīng)注意的問題

4.1 針對(duì)220kV及以下變壓器的保護(hù)設(shè)置

常用的220kV變壓器屬于三相式三卷變壓器，根據(jù)變壓器的技術(shù)設(shè)計(jì)要求，這種變壓器會(huì)裝置瓦斯保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)功能，尤其是在高壓側(cè)和中壓側(cè)都會(huì)裝有復(fù)合電壓保護(hù)，有的還會(huì)安裝有零序方向電流保護(hù)或者間隙保護(hù)，一些變壓器設(shè)備還會(huì)裝有低壓側(cè)復(fù)合電壓過流保護(hù)。將各方向的復(fù)合電壓保護(hù)以及零序方向的電流保護(hù)結(jié)合起來可以反映變壓器的內(nèi)部情況﹑母線線路反應(yīng)變壓器自身保護(hù)﹑母線臨近的電壓設(shè)備的接地情況和產(chǎn)生的故障由母線臨近的后備設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。110kV及以下的變壓器通常也會(huì)裝設(shè)瓦斯保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)，對(duì)于零序保護(hù)和間隙保護(hù)以及復(fù)合電壓電流保護(hù)等這些方面的保護(hù)作用和220kV變壓器的作用類似。

4.2 與通信設(shè)備相配合

針對(duì)電流的保護(hù)系統(tǒng)對(duì)通信設(shè)備的要求，兩者需要密切配合。二次設(shè)計(jì)在這方面進(jìn)行統(tǒng)一和協(xié)調(diào)。在繼電保護(hù)裝置和通信設(shè)備方面做了具體的規(guī)定，包括以下幾點(diǎn)：如果是50km以下的線路，條件合適的可以優(yōu)先使用雙光纜。條件不合適的或者沒有迂回線路的需要由雙回線路設(shè)置雙光纜；一條回路線的兩套保護(hù)措施在進(jìn)行專業(yè)操作時(shí)，需要通過兩套獨(dú)立的通信設(shè)備相互傳輸，每套通信設(shè)備可以傳輸最多8套的保護(hù)信息；如果使用專用的光纖線路進(jìn)行操作時(shí)，光纖線路可以直接從通信架直接引接。

4.3 對(duì)其他設(shè)備的設(shè)計(jì)要求

對(duì)斷路器的設(shè)計(jì)要求是簡化二次回路的運(yùn)行，以免長電纜進(jìn)入造成保護(hù)誤動(dòng)，二次設(shè)計(jì)與斷路器保護(hù)不一致時(shí)，發(fā)揮斷路器的跳閘壓力閉鎖等功能，由斷路器本身的機(jī)構(gòu)箱進(jìn)行實(shí)現(xiàn)；針對(duì)雙母線的設(shè)計(jì)要求是簡化電壓回路，提升保護(hù)裝置，確保運(yùn)行的可靠性。在對(duì)雙母線進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，二次設(shè)計(jì)需要裝置三相電壓互感器。

5、結(jié)束語

綜上所述，在設(shè)計(jì)變電站的二次繼電保護(hù)時(shí)，不只是要有重點(diǎn)地進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)還要關(guān)注其中的不少細(xì)節(jié)問題，對(duì)繼電保護(hù)原則和要求進(jìn)行綜合考慮，根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和常出現(xiàn)問題，設(shè)計(jì)出科學(xué)合理高效的保護(hù)系統(tǒng)。另外，二次設(shè)備選型也是二次繼電保護(hù)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)十分重要工作，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，讓二次系統(tǒng)可以對(duì)變電站的電力系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)，以提高各項(xiàng)電力設(shè)備的穩(wěn)定性，更好地促進(jìn)生產(chǎn)和生活的順利開展。

[1]曾娟.二次繼電保護(hù)裝置在智能變電站的應(yīng)用設(shè)計(jì)[J].電子測(cè)試，2017，24：141-142.

[2]金興武.變電站繼電保護(hù)二次系統(tǒng)接地技術(shù)方案的設(shè)計(jì)探討[J].電子測(cè)試，2016，22：10+29.

[3]李翠英，楊興峰.變電站繼電保護(hù)二次回路隱患排查方法研究[J].電子制作，2017，01：80-81.

[4]曾娟.二次繼電保護(hù)裝置在智能變電站的應(yīng)用設(shè)計(jì)[J].電子測(cè)試，2016，24：141-142.