變電站二次繼電保護設計方法及問題淺述

曹景坤

變電站二次繼電保護設計方法及問題淺述

曹景坤

（湖南 湘潭 411100）

在變電站運行中，繼電保護系統可檢測站內發生的故障與異常情況，然后及時的發出報警信號，或者是將故障點隔離與切除，以確保變電站運行安全。對此，本文首先分析了變電站二次繼電保護配置與組屏方法，其次對變電站二次繼電保護選型問題進行了一定的闡述，最后研究了變電站二次繼電保護運用中的注意事項，以供參考。

變電站；二次繼電保護；設計方法；問題

1 引言

近年來，隨著電力系統的迅速發展，對供電安全與質量均提出了更高的要求，變電站是一種重要的供配電樞紐，對變電站二次繼電保護設計方法與問題進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配置與組屏方法

2.1 母線保護與斷路器的失靈保護

根據相關實踐經驗可知，如果母線保護與斷路器發生了嚴重的失靈問題，由于影響因素較多，除了工作人員誤啟動失靈保護之外，對失靈電流的流量與大小等因素的控制力度也不足，導致電力系統配置無法滿足相關標準，從而對失靈保護工作的高效運行造成一定的影響。如果出現了無啟動失靈的問題，極容易引發嚴重的誤操作問題，對此，相關工作人員應科學判斷失靈電流，并且還需要適當提高失靈保護工作的穩定性，即為在進行二次設計工作時，工作人員應做好以下設計工作：①在雙母線中設置二重失靈保護裝置，對于相關的保護裝置，應具有失靈保護基本功能，以更好的保護母線。②在應用失靈保護裝置時，工作人員應當在盡量短的時間內啟動一對一模式。在此過程中，需要對保護裝置進行簡化處理，從而提高電流的判別效率。③在進行母線保護工作時，主變壓器故障或母線故障問題均與失靈保護裝置間存在直接的關聯，對此，工作人員應高度重視電力的判別工作，以真正做好母線的保護工作。

2.2 合理設置線路重合閘

對于斷路器的保護裝置，應改變之前獨立配置的狀態，在進行實際設計工作時，工作人員必須嚴格按照相關規定進行，即為在進行重合閘的設置時對線路進行相應的保護。其中，為了確保回路的簡化狀態，兩套保護均應達到一定的獨立性。同時，在進行典型設計時，工作人員還應做好重合閘的設置工作，僅需要保證兩套保護均布處于啟動或是閉鎖狀態便可，對于斷路器的設置工作，應處于不對應啟動狀態。此外，雙母線的接線問題也是一項重要問題，線路保護自身應當具備重合閘功能，回路應當與重合閘進行溝通，合用線路需進行三跳。所以，線路重合閘設計工作十分復雜，操作人員應根據變電站電力線路分布與特征進行具體操作。

2.3 電壓切換箱接線

在設計電壓開關箱時，可采用雙接觸位置的方法，以有效避免由于接觸不良導致的壓力損失問題。但在進行電壓開關箱的維護操作時，必須選用適宜的維護措施，以避免引發反送電故障的發生，進而影響到整體電力系統的安全穩定運行，嚴重情況下甚至還會導致設備被破壞。所以，在進行電壓開關箱設計時，應當在雙電壓開關盒防護設備的基礎上，采用單位位置輸入方法，為開關輔助觸點設計提供便利。如果一個系統的開關輔助點發生了接觸不良的情況，則表示開關電路處于不正常狀態，對此，必須充分結合實際情況，選用相應的應對措施。

2.4 保護與故障錄波信息管理子站系統設計

UNIX系統的安全機制具有較高的可靠性，并且具備完善的備份功能與穩定的系統核心。嵌入式裝置化設備系統具有較強的可靠性與十分良好的穩定性，此類裝置中，通常不安裝硬盤與風扇燈設備，系統更加簡化，且避免了由于存儲設備發生振動導致的系統故障問題，是方案優化選擇方法之一。由于調度對保護的可靠性與故障信息管理子系統的安全性與可靠性提出了較高的要求，嵌入式裝置產品可作為二次典型子站系統設計的首要選擇，LINUX與UNIX系統為主機主要采用的系統模式。

3 變電站二次繼電保護選型問題

3.1 零序電流保護

大多數情況下，對于零序的保護，往往僅采用通用定時比較器T1便可，此類比較器是事件管理器EVA的組成部分之一，之后進行連續增加與計算數據模式即可。對于PFC部分的系統流程，主要涉及以下內容：①當主程序開機或是復位之后，對系統進行首次初始化操作，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，中斷流程即為對整流電壓與電感電流的輸入與輸出；②對模擬信號進行采樣，并進行A/D轉換；③調節電壓環路。如果電壓超過110kV，單項接地現象發生率較高，在總故障中所占據的比重超過80%。零序電流能夠及時排除、解決此類單向接地現象的發生，從而保證線路的正常運行。對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 母線電壓進行切換問題

如果采用雙母線進行變電站的施工，往往需要對母線電壓進行二次切換操作，在實際操作過程中，還需要采用母線側隔離閘。當電力處于正常運行狀態時，如果隔離電閘發生了接觸不良的問題，必定會引發失壓或是距離保護誤動的情況，對此，為了提前解決此種故障問題，生產廠家在進行切換繼電器的生產時，應當在電壓切換箱中將切換轉換器改為雙位置繼電器。

3.3 變電站的后臺系統問題

在進行變電站的自動化設計時，后臺系統的一些細節問題極容易被忽略，這就需要進行電流輸出與計算寄存器值與占空比，且還需要設置PAM信號控制開關。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煙。在進行逆變器的選用時，對于逆變器的容量，需在500～1000VA范圍內選擇，以妥善解決后臺監控常出現的問題，更好的穩定電源電壓，確保整體系統的可靠、安全運行。

4 繼電保護運用中的注意事項

4.1 一次設備的要求

對于變電站中繼電保護的運用，需進一步簡化二次回路，以避免誤操作現象的出現。對于二次典型設備，除了變壓器與母聯元件保護，通常不需要進行三相一致的斷路器保護操作，在斷路器本體機制基礎上，需要采用跳合閘鎖定、斷路器防跳等功能。在同一時間段內進行典型設備二次保護時，不僅需要滿足雙母線電壓互感器的接線要求，還需在每個雙母線間隔中放置三相線路電壓互感器，以進一步簡化電壓切換電路，有效提升電力系統運行安全性與可靠性。

4.2 協調通信專業

通常情況下，通信設備兩個專業規定的不同，往往需要適當調整繼電保護與通信系統，主要涉及以下內容：①若一回路兩套縱聯保護使用專門的通信發射機，必須分別建設光通信設備通道，并且還需進行單獨的傳輸。②若系統線路保護采用了光纖特殊的通道，可采用保護的光纖直接連接通信的光纖配線架。③對于不超過50km的短線路，若缺乏光電纜道，可設置雙電纜雙回線路。

5 結語

綜上所述，在設計變電站二次繼電保護時，需對繼電保護相關要求進行綜合的考慮，然后根據運行經驗與常出現的問題，設計科學合理的、高效的保護系統。此外，二次設備選型也是繼電保護設計工作的重要組成部分，通過優化設計，能夠使得二次系統對變電站的電力系統進行相應的保護，提升各項電力設備的穩定性。

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1004-7344（2016）33-0064-02

2016-11-8