輸變電系統中繼電保護問題探究

【摘要】在電力系統中的任何一處發生事故，都有可能對電力系統的運行產生重大影響，為了確保城市電網配電系統的正常運行，因此必須正確地設置繼電保護裝置。本文探討了輸變電系統繼電保護常見的問題，并提出了解決措施。

【關鍵詞】輸變電系統；繼電保護；站用變

【中圖分類號】TM77 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2012）09-0018-01

電力系統故障的后果是十分嚴重的，它可能直接造成設備損壞，人身傷亡和破壞電力系統安全穩定運行，從而直接或間接地給國民經濟帶來難以估計的巨大損失，因此電力系統最為關注的問題便是安全可靠、穩定運行，在日常生產中，繼電保護的運行與維護問題顯得尤為重要。

1、繼電保護人員方面

1.1 繼電保護人員問題

繼電保護人員變動頻繁，不能保證繼電保護人員整體業務水平的連續性。其主要原因：從事繼電保護的人員由于掌握了電力系統中比較復雜、關鍵的技術，在工作中發揮著比較重要的作用，人才發展空間大而導致人員變動頻繁，但要培養出全面的繼電保護人才所需周期長，因此在提拔繼電保護人員之后繼保一線工作顯得比較被動。

安排繼電保護人員參加系統培訓的機會不多。繼電保護人員工作任務繁重，忙于應付當前工作。

各單位整定計算人員一般為2～3人，甚至只有1人，如果想通過本單位技術培訓使其在專業方面得到提高難度實在太大，“如何培訓，由誰來培訓”成了該崗位培訓工作的一個難點。

1.2 繼電保護人員方面措施

人力資源管理方面加大對關鍵技術崗位的中期及長期的系統規劃高度重視繼電保護人員人才儲備工作工程規劃方面在設計階段重視整個網區保護配置，使之合理、實用、統一，加強可靠的主保護配置，適當簡化后備保護的整定，使繼電保護人員從保護缺陷處理、后備保護整配合等繁雜的工作中解脫出來；加快繼電保護管理系統圖紙電子化管理進程，提高運行維護工作效率；由于繼電保護專業性強、理論水平要求高，培訓方面各單位應結合其人員調整及其崗位適應性要求來開展動態培訓工作，有計劃地為繼電保護人員創造更多外部培訓及現場培訓的機會，特別有新型保護裝置入網時，應組織本單位最強大的繼保力量進行充分的專項技術研討，讓本單位繼保人員熟練掌握二次回路、保護裝置的原理及功能、整定原則及運行注意事項，提高其業務水平。

2、10kV線路保護TA飽和問題

2.1 TA飽和對保護的影響

10kV線路出口處短路電流一般都較小，特別是農網中的變電所，它們往往遠離電源，系統阻抗較大。對于同一線路，出口處短路電流大小一般由系統規模及運行方式來決定。隨著系統規模的不斷擴大，10kV系統短路電流會隨之變大，可以達到TA一次額定電流的幾百倍，系統中原有一些能正常運行、變比小的TA就可能飽和；另一方面，短路故障是一個暫態過程，短路電流中含大量非周期分量，又進一步加速TA飽和。在10kV線路短路時，由于TA飽和感應到二次側的電流會很小或接近于零，使保護裝置拒動，故障要由母聯斷路器或主變后備保護來切除，不但延長了故障時間，擴大了故障范圍，影響供電可靠性，而且嚴重威脅運行設備的安全。

2.2 避免TA飽和的方法

避免TA飽和主要從兩個方面入手：一是在選擇TA時，變比不能選得太小，要考慮線路短路時TA飽和問題，一般10kV線路保護TA變比最好大于600/1；另一方面要盡量減少TA二次負載阻抗，盡量避免保護和計量共用TA，縮短TA二次電纜長度及加大二次電纜截面；對于綜合自動化變電所，10kV線路盡可能選用保護測控合一的產品，并在控制屏上就地安裝，這樣能有效減小二次回路阻抗，防止TA飽和。

3、站用變保護

3.1 站用變保護存在的問題

站用變是比較特殊的設備，容量較小但對可靠性要求非常高，而且安裝位置也很特殊，一般就接在10kV母線上，其高壓側短路電流等于系統短路電流，可達十幾千安，低壓側出口短路電流也較大。人們一直對站用變保護的可靠性重視不足，這將對站用變直至整個10kV系統的安全運行造成很大的威脅。傳統的站用變保護使用熔斷器保護，其安全可靠性還是比較高，但隨著系統短路容量的增大以及綜合自動化的要求，這種方式已逐漸滿足不了要求。現在新建或改造的變電站，特別是綜合自動化站，大多配置站用變開關柜，保護配置也跟10kV線路相似，而人們往往忽視了保護用的TA飽和問題。由于站用變容量小，一次額定電流很小，同時因為保護計量共用TA，為確保計量的準確性，設計時TA變比會選得很小，有的地方甚至選擇10/5。這樣一來，當站用變故障時，TA將嚴重飽和，感應到二次回路電流幾乎為零，使站用變保護裝置拒動。如果是高壓側故障，短路電流足以使母聯保護或主變后備保護動作并斷開故障點，如果是低壓側故障，短路電流可能達不到母聯保護或主變后備保護的啟動值，使得故障點無法及時切除，最終燒毀站用變，嚴重影響變電站的安全運行。

3.2 解決辦法

解決站用變保護拒動問題，應從合理配置保護入手，其TA的選擇要考慮站用變故障時飽和問題，同時，計量用的TA一定要跟保護用的TA分開，保護用的TA裝在高壓側，以保證對站用變的保護，計量用TA裝在站用變的低壓側，以提高計量精度。在定值整定方面，電流速斷保護可按站用變低壓出口短路進行整定，過負荷保護按站用變容量整定。

4、主變后備保護的探討

主變10kV側僅裝10kV復合電壓過流保護不能滿足速動性要求。在保護整定中，三卷主變10kV側過流的時間一般整定為2.5s或3.0s，雙卷主變10kV不設過流保護，而110kV側過流時間達2.0s或2.5s。現系統的容量越來越大，10kV側短路電流也越來越大。隨著10kV短線路不斷增加，10kV線路離變電所近區故障機率也越來越大，由于開關拒動或保護拒動短路電流較長時間沖擊變壓器，對變壓器構成極大威脅。

因此在主變10kV側增設一套限時電流速斷保護，作為10kV母線的后備。該保護動作于主變10kV側開關。對于一臺主變帶二段10kV母線也可第一時限跳母聯，第二時限跳10kV側開關。這樣不僅起到了對10kV母線及饋線電流速斷的后備作用，也減少了對變壓器的沖擊。