變電站典型設計中繼電保護技術原則

靳軍

摘 要：現(xiàn)階段，變電站繼電保護不管是在技術要求、組屏方案以及配置原則等方面存在顯著的差異，無形之中便增加了維護、運行以及管理方面的難度，與現(xiàn)代電網(wǎng)發(fā)展的實際要求嚴重不符。基于此國家電網(wǎng)公司根據(jù)現(xiàn)有輸變電工程的通用設計條件為依據(jù)，對其二次系統(tǒng)的典型設計進行科學的編制。

關鍵詞：變電站 典型設計 繼電保護技術 原則

中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（b）-0032-02

根據(jù)變電站二次設計中繼電保護編制，近些年繼電保護技術在電力網(wǎng)絡中得到了廣泛發(fā)展，但是基于生產廠家的不同，生產要求有所不同，與之所帶來的輸入輸出量、端子、參考值以及報告等方面存在顯著差異，各種不良情況日漸凸顯出來，諸如實施操作的不規(guī)范等。因此，強化對變電站典型設計中繼電保護技術原則的探究十分有必要。

1 變電站繼電保護設備在應用過程中所存在的問題

1.1 重合閘的配置

基于500kV的3/2斷路器接線而言，斷路器通常都會有效的保護重合閘。

基于220kV的雙母線接線來說，在線路保護中一般都會設置重合閘，其中一套可以對線路中的重合閘功能進行有效的保護，另一套則可以對重合閘功能的退出予以保護。一般情況下，兩套線路保護中均同時配置重合閘，但啟動時不能相互交叉，運行過程中所投入的重合閘往往只有一套。

1.2 操作箱的配置

我國大部分地區(qū)的電網(wǎng)在500kV的3/2斷路器接線保護中所配置的操作箱均只有一套，多在斷路器保護屏內配置。其中華東電網(wǎng)尚沒有對操作箱進行配置，從保護動作的直接出口一直到斷路器的操作機構，重動都不會經過操作箱。

操作箱在220kV的雙母線接線上通常只有一套，或是在線路保護屏上配置，又或是在獨立的操作屏內布置，兩套操作箱的試點目前正在華北電網(wǎng)進行。

1.3 保護和故障信息管理子站的信息采集

現(xiàn)階段，那些新建的500kV變電站所配置的繼電保護和故障信息管理子站有且只有一套，而關于采集信息的方式千差萬別。

另外，斷路器防跳、三相不一致保護以及合分閘壓力閉鎖的實現(xiàn)分別依靠的是斷路器本體機構箱、操作箱以及斷路器輔助保護。

2 制定繼電保護相關規(guī)定、參數(shù)的過程與重要依據(jù)

2.1 編制繼電保護的重要依據(jù)

近年來，隨著我國社會經濟的大力發(fā)展和科學技術的日益進步，微機型繼電保護裝置應運而生且廣泛應用于整個電力系統(tǒng)中。但是，由于廠家的不同，在應用過程中存在著大量的各種不統(tǒng)一、不規(guī)范的問題，諸如壓板、端子、定植、輸入輸出量以及報告等，進而在一定程度上不利于繼電保護的正常運行，給維護和管理增加了不小的難度。基于此，國家電網(wǎng)調度中心就繼電保護設備制定了重要的標準。

二次典型設計繼電保護部分主要是在符合國家標準的前提條件下與企業(yè)標準結合起來，共同進行科學編制，其在配置方面的原則、技術上的要求和組屏方案等與企業(yè)標準保持高度的一致性，且側重點均有所不同。相對而言，二次典型設計側重于工程設計和設備招標采購過程中繼電保護系統(tǒng)的統(tǒng)一規(guī)定，企業(yè)標準側重于統(tǒng)一規(guī)范廠家的保護裝置。

2.2 繼電保護配置與組屏的原則

第一，在母線保護中涵蓋220kV斷路器所具備的失靈保護和判別電流的功能，關于獨立斷路器輔助保護裝置以二次典型設計的相關規(guī)定為依據(jù)不再進行配置，因此，重合閘功能均隱藏在每套220kV線路保護之中。同時，為了對回路進行必要的簡化，對兩套保護所包含的獨立性給予有效保護，在典型設計的約束下起動的保護、斷路器狀態(tài)的控制和位置不對應的起動都均需要采取一對一的方式進行操作。因此，必須同時運行和退出兩套線路所能具備的線路保護和重合閘，如果一套重合閘，則另一套的合閘壓板會處于斷開的狀態(tài)。

第二，500kV的母線保護。為避免由于正接地的情況出現(xiàn)在直流電流中和直流回路中串入交流電源所造成的直跳類保護誤動事件的出現(xiàn)，3/2接線本身所具有的邊斷路器失靈保護通常會采用重動直跳的方式經過母線保護的側斷路器，然而受外掛繼電器的影響，各種可行的監(jiān)視措施并不能真正落實，拒動的風險一直存在。為促進直跳回路可靠性的顯著提高，二次典型設計要求按照一定的原則增加不需要整定且靈敏電流元件的設置，在此基礎上帶有固定延時50ms的功能。

第三，重合閘溝通三跳回路。根據(jù)二次電箱設計的要求，500kV的3/2斷路器接線在停用或閉鎖重合閘的情況下，三跳保護需要依靠斷路器；在停用或者斷路器保護裝置出現(xiàn)故障時，三跳保護可以依賴于其本體的三相不一致保護實現(xiàn)，由此外回路接線并不需要進行額外的增加。如此一來，便可以保證位于操作箱內合閘位置處的繼電器可以將斷路器位置的相關問題如實的反映出來。同時，根據(jù)二次典型的設計要求，220kV的雙母線接線必須自帶重合閘功能，通過直接溝通可以實現(xiàn)對三跳的保護，且關于三跳兩套保護裝置之間不需要進行交流與溝通。

3 實施過程中用戶值得注意的問題

3.1 統(tǒng)一性與靈活性

協(xié)調統(tǒng)一可靠性、經濟性、先進性和靈活性在一定程度上是二次典型設計中所必須遵循的重要原則，然而出于對各地區(qū)實際情況的考慮，為防止因新舊設計思路所對運行與維護造成的影響，其在編制個別功能時對于各地區(qū)在運行方面的習慣會適當?shù)募骖櫍c此同時會導致括號的增加，證明在進行選擇時可以以電網(wǎng)的實際情況為依據(jù)。

3.2 做好與通信專業(yè)的協(xié)調工作

基于系統(tǒng)保護對于通信設備的各種要求，兩個不同的專業(yè)必然在某些規(guī)定上面存在顯著的差異，為此必須協(xié)調和統(tǒng)一二次典型設計，明確規(guī)定兩個專業(yè)在某些章節(jié)方面的一致性。如利用專用的光纖芯通道來進行保護，可以從通信光配線架中直接引接保護光纖。

3.3 對于一次性設備的要求

第一，為有效地對二次回路進行簡化，防止由于長電纜的開入所造成的保護誤動，需要對斷路器本體機構箱的功能進行明確規(guī)定，以此來實現(xiàn)跳閘壓力閉鎖和防跳等。

第二，為有效促進電壓切換回路的簡化和確保保護裝置的可靠運行，二次典型設計針對雙母線接線制定了相關的規(guī)定，即三相線路電壓互感器可適宜的設置在每個間隔當中。

4 結語

綜上所述，本文對變電站繼電保護設備在應用過程中所存在的問題進行了詳細的探究，諸如重合閘和操作箱的問題等，并且詳細地闡述了制定繼電保護相關規(guī)定、參數(shù)的過程與重要依據(jù)，在此基礎上經過深入的思考，從統(tǒng)一性和靈活性、做好與通信專業(yè)的協(xié)調工作以及對于一次性設備的要求等方面指導相關用戶在實際應用過程中需要多加留意這些問題。

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