數字化變電站的繼電保護配置改進措施分析

李樹兵　王正江　何天華

摘 要：變電站是保障電力系統安全運行的重要前提，起到十分關鍵的匯集電能和轉換電壓等作用。一般情況下，電力系統由于運行環境比較復雜，運行期間很容易受到各種因素的影響，因此，往往存在很多的安全隱患和各種潛在風險。為了保障電力系統的平穩運行，就必須重視變電站線路和設備的安全防護，積極采取有效的繼電保護改進措施，確保變電站的平穩運行。文章立足實際，對于影響變電站運行的各項因素進行了全面分析，在此基礎上提出了加強繼電保護的改進建議。

關鍵詞：數字化變電站；繼電保護配置；改進建議；雷擊防護

中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）29-0102-02

1 研究背景

目前，經濟的發展帶動了科技的進步，國家和政府對于影響到居民基本生活的電力系統運行安全給予了高度關注，因此，變電站的正常運行顯得格外重要。數字化變電站在運行過程中，受到諸多因素的綜合影響，導致其很容易出現各種安全事故，比如雷擊事故和線路燒毀等，不僅給電力系統的平穩運行造成了影響，還嚴重威脅了人員安全。因此，要確保正常供電，就必須科學認識變電站所發揮的重要作用，重視做好變電站的安全防護措施，積極改進繼電保護措施，確保變電站的安全運行。

2 數字化變電站的設備簡述

數字化變電站主要有以下兩種設備。

2.1 光學互感器

目前我國變電站所使用的光學互感器主要有兩種：光學電流互感器、光學電壓互感器，前者通常用于測量導線電流，后者一般用在測量電壓上。此種類型的互感器具有體積和質量較小、抗干擾能力強等顯著優勢。

2.2 智能斷路器

此種斷路器與傳統的相比具有很大差別，它使用數字化接口代替了原本的硬接線，這樣不僅可以對于斷路器運行進行有效控制，還可以實現對于設備的運行監視，便于在設備出現故障的最短時間內做出反應，及時采取檢修措施，使設備盡快恢復正常運行。

3 數字化變電站繼電保護的改進建議

3.1 35 kV線路

針對35 kV部分線路，繼電保護應從以下幾方面入手：

①I段電流速斷保護和II段定時限過流保護、快速重合閘。設置時，應注意，主保護為I段電流速斷保護，一般反應于出現相間故障的時候，對于電流增大導致的瞬時動作能夠起到較好的保護作用，但要注意控制線路長度，線路長度所占比例不得小于總長度的15%，同時也不應該超過20%。

②對于35 kV部分線路來講，II段定時限過流保護是一種后備保護，具有十分重要的作用，不僅可以保護全部線路，對于相鄰線路也有較好的實時保護功能。

③由于線路故障極易導致供電異常，因此，為了保護電力正常供應，降低故障帶來的影響，就必須重視故障的影響。對于線路發生的臨時故障，為了降低其破壞力，可以通過加設自動重合閘的方式來改進。

④35 kV部分線路電流較小，所以在出現單相接地故障時，此系統仍舊可以再運行2 h，所以在出現故障時，一般只會對信號產生作用，無需跳開斷路器，連接在PT三角處。

3.2 10 kV線路

對于10 kV線路實施繼電保護與35 kV基本相同，都是從上述三方面進行。但是不同的地方在于10 kV線路的主保護為II斷定時電流速斷保護，保護對象為線路總長的70%～80%，在線路發生故障時，10 kV線路的應對措施與35 kV也基本一致，唯一的不同之處在于10 kV應接在小電PT三角處。

另外，對于10 kV線路來講，由于其屬于小接地電流系統，為了保護線路運行安全，降低故障的發生率，可以通過加設能夠反映出相間、單相接地等故障的保護裝置來進行改進。可以通過加設三相一次重合閘、兩相式接線以及接地信號等裝置可以對于線路起到較好的保護效果。

4 防雷保護改進建議

雷擊是一種破壞力極大的自然災害，對于變電站的安全運行構成了嚴重威脅，對于線路具有極大的破壞力，在變電運行時，一旦遭受雷擊，將會釀成嚴重的后果，不僅會導致電力供應出現問題，還會對于電網造成嚴重破壞，因此，變電站的保護必須重視防雷措施的改進。避雷措施的改進，應在詳細分析雷擊事故的前提下進行，明確變電站遭受雷擊的原因和后果等，采取具有針對性的有效避雷措施。一般來說，針對不同情況，數字化變電站的防雷保護主要包含以下幾個部分。

4.1 直擊雷的保護措施

直擊雷對于線路的危害是很大的，為了確保設備安全，應重視直擊雷的防護措施改進。安裝避雷針是一種有效的避雷措施，要最大程度地保護變電站不受直擊雷的破壞，就必須重視加設避雷針。避雷針的功能在于在發生雷擊的時候可以將雷擊轉至自身，之后將其導入地下，保護設備安全，實踐證明，數字化變電站加設避雷針能夠起到良好的避雷效果，有效的保護變電站的安全運行。

110 kV變電站在進行避雷防護改進的時候，由于自身具有裝置的絕緣性比較好的特點，避雷針是可以直接安裝的，正因如此，在避雷針遭受直擊雷的時候，高電位不會導致嚴重的反擊事故，變電站的安全運行得到了有效的保障。

4.2 雷擊侵入波

針對雷擊侵入波，變電站可以實施的防護措施為加設避雷器和保護間隙。對于雷擊侵入波，數字化變電站最常采用的辦法就是加設閥型避雷器，此種避雷器的元件主要包含火花間隙以及非線性電阻兩種。就目前形勢來看，保護數字化變電站的高壓設備安全，多使用FCZ1系列的磁吹閥型避雷器。

4.3 進線防護

進線防護指的是對于雷電的電流幅值以及雷電波陡度進行限制，以保障線路安全。在變電運行過程中，當有過電壓時，行波就會隨之產生，行波將順著導線行進向變電站，幅值可達線路絕緣一半的沖擊閃絡電壓，也就是說線路耐壓比將遠遠大于設備。所以，在變電站附近的進線受到雷電攻擊的時候，電流幅值最高將大于5 kA，并且陡度也會遠遠大于允許范圍，防雷主要依靠避雷線。合理架設避雷線，可以對于進線起到很好的保護效果，防止雷擊破壞線路，影響變電站的運行安全和正常供電。

5 結 語

綜上所述，變電站對于電力的正常供應具有十分重要的影響意義，而變電站的運行卻很容易受到雷擊的影響，導致線路故障，甚至破壞電網。因此，為了確保數字化變電站能夠安全運行，充分發揮自身的功能和作用，就必須重視做好繼電保護，針對不同情況，采取有針對性的防雷措施，為線路安全提供可靠保障。繼電保護不僅關系到線路安全，對于國家的經濟發展也會產生不可忽視的影響，因此，為了保障電力系統的健康發展，維護發展秩序，就必須重視變電站的繼電保護改進措施。

除此之外，電力企業和相關管理部門必須充分認識變電站的重要地位和發揮的關鍵作用，在實際的管理工作中，重視結合實際情況，掌握基本的防護和繼電保護手段，依據科學的原則，做好數字化變電站的繼電保護配置改進，優化資源配置，提高變電站運行的安全性。

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