田騏瑋 袁見(jiàn) 張益明 陳云海 馬健

摘 要：變電站作為電力供應(yīng)系統(tǒng)中最重要的一個(gè)部分，對(duì)于電力安全以及電力運(yùn)行有十分重要的作用。本文主要是針對(duì)變電張的二次繼電保護(hù)進(jìn)行討論，對(duì)其設(shè)計(jì)方法和相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行研究，希望可以為相關(guān)的設(shè)計(jì)人員提供一些設(shè)計(jì)上面的靈感。

關(guān)鍵詞：變電站;二次繼電保護(hù);設(shè)計(jì)方法;問(wèn)題研究

引言：

社會(huì)的用電需求在不斷的增加，社會(huì)的各個(gè)方面對(duì)于電力的穩(wěn)定也提出了更高的要求。電力系統(tǒng)中二次設(shè)備的運(yùn)行時(shí)保證電力穩(wěn)定的重要措施，通過(guò)二次系統(tǒng)電力工作人員可以對(duì)變電站的相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)電力的流量進(jìn)行次梁，從中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并且解決問(wèn)題，進(jìn)而保障變電站可以穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)然在二次系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，也會(huì)受到外界的干擾，影響變電站的安全，本文主要就對(duì)這方面的問(wèn)題進(jìn)行討論和研究，希望可以對(duì)我國(guó)變電系統(tǒng)問(wèn)題有一個(gè)很好的總結(jié)，為變電站的穩(wěn)定運(yùn)行提供很好的助力。

一、設(shè)計(jì)原則

二次繼電保護(hù)是變電站保護(hù)二次系統(tǒng)的主要手段，在進(jìn)行保護(hù)的時(shí)候需要按照下面的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行：

（一）選擇性

在二次繼電保護(hù)運(yùn)行的過(guò)程中，保護(hù)裝置要可以對(duì)二次設(shè)備的狀態(tài)和行為有一個(gè)實(shí)時(shí)的解讀和分析，如果在得到的反饋數(shù)據(jù)有問(wèn)題之后可以對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題的部門(mén)進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行的切斷，但是不能影響其他正常部分的運(yùn)行[1] ?。這對(duì)于變電站設(shè)備來(lái)講是最重要的，因?yàn)樽冸娬臼请娏斔颓雷钪匾难b置，如果發(fā)生全面斷路的情況，那么很有可能造成輸電線路沿線全部失去電力的情況。

（二）迅速性

在二次繼電保護(hù)運(yùn)行的過(guò)程中，如果出現(xiàn)故障那么保護(hù)裝置可以在最短的時(shí)間里面完成對(duì)發(fā)生故障設(shè)備的運(yùn)行切斷，完成對(duì)整個(gè)變電站的保護(hù)。變電站是一個(gè)綜合性以及系統(tǒng)性的設(shè)備裝置，各個(gè)子系統(tǒng)相互之間都是有聯(lián)系的，如果不進(jìn)行及時(shí)的切斷很有可能造成大面積故障的發(fā)生。

（三）靈敏性

在二次繼電保護(hù)運(yùn)行的過(guò)程中，如果出現(xiàn)故障那么保護(hù)裝置需要在第一時(shí)間完成保護(hù)動(dòng)作，這是變電站設(shè)計(jì)和建造之時(shí)最重要的指標(biāo)。只有完成最靈敏的反應(yīng)以及動(dòng)作，變電站在安全保護(hù)方面才不會(huì)有大的問(wèn)題[2]。而且變電站中儲(chǔ)存有大量的能量，如果機(jī)電保護(hù)裝置反應(yīng)不迅速那么很有可能造成大規(guī)模爆炸。

（四）可靠性

二次繼電保護(hù)運(yùn)行的過(guò)程中，繼電保護(hù)裝置需要處于一個(gè)良好的狀態(tài)，如果因?yàn)楸Ｗo(hù)裝置出現(xiàn)故障在發(fā)生問(wèn)題的時(shí)候沒(méi)有及時(shí)完成對(duì)故障所在位置的切斷，很有可能造成系統(tǒng)其它部分出現(xiàn)問(wèn)題。因此二次繼電保護(hù)的裝置一定要具有可靠性，確保在設(shè)備層面將出現(xiàn)的問(wèn)題解決掉。

二、選型問(wèn)題

（一）零序電流問(wèn)題

對(duì)于零序電流的保護(hù)問(wèn)題，目前使用最多的是通用定時(shí)比較器T1，其主要的作用是在程序開(kāi)啟之后會(huì)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，然后在進(jìn)行模擬信號(hào)采集的過(guò)程中同時(shí)也進(jìn)行A/D的轉(zhuǎn)換，最后對(duì)電壓系統(tǒng)和進(jìn)行調(diào)節(jié)[3] ?。

當(dāng)然檢測(cè)器檢測(cè)到的電壓超過(guò)了110kv時(shí)，出現(xiàn)單項(xiàng)接地故障的頻率最高，這就需要零序電流對(duì)這個(gè)故障進(jìn)行排除，確保線路的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（二）電壓切換問(wèn)題

母線電壓切換在實(shí)際的操作中是需要使用母線隔離閘的，如果電力正常運(yùn)行但是隔離電閘卻出現(xiàn)了接觸不良的現(xiàn)象，那么就會(huì)造成失去電壓或者是保護(hù)裝置啟動(dòng)的情況。所以為了避免這種情況出現(xiàn)，需要將切換器變?yōu)殡p位置的繼電器，這樣在一個(gè)切換裝置出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候還有另外的一個(gè)切換裝置發(fā)揮作用，并且運(yùn)行良好的切換裝置還可以對(duì)不能進(jìn)行正常運(yùn)轉(zhuǎn)的切換裝置進(jìn)行工作矯正。

（三）后臺(tái)系統(tǒng)問(wèn)題

變電站的自動(dòng)化是目前變電站發(fā)展的主要方向，后臺(tái)控制系統(tǒng)是變電站控制的中樞，通過(guò)后臺(tái)中樞變電站的工作人員可以對(duì)目前電站的運(yùn)行情況進(jìn)行檢測(cè)以及故障的監(jiān)察。在正常的工作進(jìn)程中，變電站是進(jìn)行直接供電的，電源電流變?yōu)榱撕髠潆娫?。而在選擇逆變器之后，其容量大小需要在500-1000VA中間進(jìn)行選擇，通過(guò)再這樣的解決方式可以對(duì)后臺(tái)監(jiān)控中出現(xiàn)的一些問(wèn)題進(jìn)行線上解決，并且也穩(wěn)定了電源電壓保證整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

三、設(shè)計(jì)方法

（一）母線及斷路器

從以往的使用經(jīng)驗(yàn)表明，產(chǎn)生失靈保護(hù)的主要原因是因?yàn)槌霈F(xiàn)了誤判導(dǎo)致了保護(hù)裝置出現(xiàn)了誤動(dòng)，進(jìn)而造成了整個(gè)系統(tǒng)或者是部分系統(tǒng)不能正常的工作。因?yàn)閷?duì)于失靈電流的判斷是通過(guò)獨(dú)立的保護(hù)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而不是保護(hù)裝置的斷路功能來(lái)進(jìn)行判斷的[4] ?。因此這就造成了失靈保護(hù)對(duì)于回路中電流的控制，要解決這個(gè)問(wèn)題那么首先就需要對(duì)目前電流的方向進(jìn)行判斷，然后根據(jù)先關(guān)的技術(shù)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行解決，保證線路的正常以及變電站各個(gè)系統(tǒng)、裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（二）重合閘保護(hù)

在設(shè)計(jì)中對(duì)失靈保護(hù)進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的問(wèn)題設(shè)計(jì)處理之后，就不再進(jìn)行斷路器等輔助保護(hù)設(shè)備的設(shè)計(jì)了。但是在實(shí)際的操作中為了保障整個(gè)線路的安全性，那么就需要設(shè)計(jì)重合閘的功能。還有就是為了降低電流回路的時(shí)間以及距離，兩個(gè)保護(hù)線路要相對(duì)的獨(dú)立起來(lái)，重合閘功能的設(shè)計(jì)也需要設(shè)計(jì)兩套。也就是說(shuō)在正常運(yùn)行的情況下，重合閘保護(hù)裝置需要獨(dú)立在兩條保護(hù)線路中獨(dú)立的運(yùn)行，兩套系統(tǒng)是可以進(jìn)行同時(shí)啟動(dòng)以及運(yùn)行的，兩者之間的運(yùn)行并不會(huì)由相互影響的因素。

（三）切換箱接線保護(hù)

在電壓切換箱方面的設(shè)計(jì)可以采用雙接點(diǎn)的模式，這樣可以避免因?yàn)槟骋粋€(gè)接線點(diǎn)接觸不良導(dǎo)致的電壓降低或者是電流斷路。而且在檢查的時(shí)候，如果相關(guān)的工作人員操作有問(wèn)題或者是不到位，那么可能導(dǎo)致反向送點(diǎn)。所以為了避免這種情況，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候電壓切換箱和保護(hù)裝置需要對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行考慮，將隔離閘刀的輔助節(jié)點(diǎn)輸入方式設(shè)置為使用單位設(shè)置，這樣如果出現(xiàn)接觸不良那么對(duì)于電壓的影響 不會(huì)很大，而且還會(huì)啟動(dòng)另外的一條保護(hù)線路保障變電站的繼續(xù)運(yùn)行。

（四）信息管理系統(tǒng)

Windows系統(tǒng)作為目前使用最廣泛的系統(tǒng)，其核心代碼是保密的，所以整個(gè)系統(tǒng)中的一些代碼會(huì)有帶有不良的性質(zhì)，如果想將這部分代碼剔除需要花費(fèi)的人力和物力相當(dāng)大。但是LINUX系統(tǒng)是一款開(kāi)源操作系統(tǒng)，代碼都是的公開(kāi)的。所以通過(guò)這套系統(tǒng)我國(guó)電力部門(mén)可以定制屬于自己的變電站操作系統(tǒng)，這樣在安全上面也會(huì)十分的高，并且穩(wěn)定性也會(huì)有很大的提高。還有就是可以根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用情況電力系統(tǒng)對(duì)于變電站的信息管理系統(tǒng)還可以進(jìn)行修訂，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及便利性。

四、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，變電站的二次繼電保護(hù)方案的設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)性的問(wèn)題，在這幾的時(shí)候需要注重的細(xì)節(jié)比較多、也比較雜，這需要設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候更細(xì)心。

參考文獻(xiàn)：

[1]李磊.變電站二次繼電保護(hù)設(shè)計(jì)方法及問(wèn)題研究[J].中國(guó)科技投資，2018，12（26）：138-141.

[2]尹志娟.變電站二次繼電保護(hù)設(shè)計(jì)方法及問(wèn)題分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2018，123（15）：3165-3170.

[3]王東明.繼電保護(hù)技術(shù)原則在變電站二次設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].電子測(cè)試，2017，12（23）：36-37.

[4]周微微.變電站二次繼電保護(hù)裝置設(shè)計(jì)研究[J].環(huán)球市場(chǎng)，2018，23（16）：160-167.