淺析110kV智能變電站繼電保護配置

史凱兵

摘 要：智能變電站繼電保護裝置能夠對變電站內的電力設備故障和運行狀況做出快速反應，將故障設備從系統中切除，從而不影響無故障設備的正常運行，提高電網系統及設備運行的安全性、可靠性。基于智能變電站及其繼電保護在當前智能電網中具有的重要作用與意義，本文對包含變壓器保護、線路保護和安全自動裝置在內的繼電保護重點問題進行深入分析，以此為實際的繼電保護工作提供理論參考。

關鍵詞：智能變電站 繼電保護 安全自動裝置

中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）10（a）-0030-02

如今，在配電網日益完善的局勢下，智能電網開始覆蓋整個電網體系，能夠為工農業的生產及人們的日常生活創造便利，提供符合要求的電力資源。基于這一現狀，在變電站，尤其是智能變電站的建設過程中，需要高度重視繼電保護工作。

1 變壓器保護

1.1 基本要求

（1）容量小于6.3MVA并列運行的變壓器，和容量小于10MVA單獨運行的變壓器，如果后備保護時限超過0.5s，則應采用電流速斷保護。

（2）容量大于等于6.3MVA并列運行的變壓器，和容量大于等于10MVA單獨運行的變壓器，應采用縱聯差動保護。

（3）對于油浸式變壓器，當容量大于等于0.8MVA時，應裝設瓦斯保護。如果殼內故障產生輕微瓦斯，應瞬時動作于信號；如果殼內故障產生大量瓦斯，則應動作于斷開變壓器各側斷路器。

1.2 主變壓器

1.2.1 基本要求

（1）為使繼電保護具有足夠的可靠性，避免因保護檢修過程中需要停運變壓器造成的停電，應進行雙重化配置，采用原理與廠家均不相同的兩套保護，不同保護都要有縱差主保護與后備保護。

（2）處在運行狀態，但還沒有達到雙重化配置要求的變壓器，需要根據保護改造工程進行改造。與此同時，不同保護之間應避免電氣聯系，采取有效措施確保當其中一套保護失效時另外一套可以正常運行。

（3）當按照雙重化原則進行配置時，應符合下列要求：保護均作用在斷路器上；裝置電源應取自兩個獨立的電源；跳閘電源也應取自兩個獨立的系統。

（4）TA的配置：對于后備保護，應和差動保護分別使用一組TA的二次線圈。內橋接線形式的變壓器，后備保護應采用套管TA。低壓側的TA需要裝設于主變壓器低壓側的刀閘及開關之間。

1.2.2 差動保護

（1）起動定值應達到0.4Ie以上，對于制動特性對應的拐點電流應控制在1Ie以內，且速斷定值應達到4Ie以上。

（2）當采用兩套差動保護時，所用涌流閉鎖原理應有所區別。

（3）TA斷線通常對差動保護不予閉鎖，但要發出相應的告警信號。

1.2.3 非電量保護

（1）按照單套進行配置。

（2）該裝置和其回路接線應采取有效抗干擾措施，避免直流與地網系統造成誤動。

1.2.4 高壓側的后備保護

電流從外附的電流互感器獲取。變壓器采用三卷變形式時，采用一段式保護，即跳總出口；變壓器采用兩卷變形式時，采用二段式保護。當變壓器采用三卷變形式時，復合電壓可以形成或門，也可由其中的中壓側和低壓側來形成或門。

1.2.5 中壓側的后備保護

電流從外附的電流互感器獲取，采用二段式保護。對于零序電壓保護，從中壓側母線上取得，并發出相應的信號。對于過負荷保護，從外附的電流互感器中獲取電流，并延時一段時間再發出信號。

1.2.6 低壓側的后備保護

電流從外附的電流互感器獲取，采用二段式保護。對于零序電壓保護，從中壓側母線上取得，并發出相應的信號。對于過負荷保護，從外附的電流互感器中獲取電流，并延時一段時間再發出信號。

2 線路保護

2.1 110kV線路

（1）當負荷線路沒有特殊要求時，需要采用距離保護與零序電流保護。

（2）當達到以下條件的其中一個時，需要采用縱聯電流差動保護，將其作為110kV的主保護：①當變電站中存在電廠并網線路；②系統的穩定計算提出具體要求；③聯絡線路，對于關鍵聯絡線路，需要采用雙套主保護；④線路的長度較短時。

（3）對于縱聯電流差動保護，應優先考慮光纖通道。

（4）旁路需要嚴格按照下列原則進行配置：單獨帶路保護；如果出線采用差動保護，則旁路需要配置額外差動保護。

2.2 35kV及以下線路

（1）對于采用單電源的線路，應采用三段式的保護。

（2）電纜和架空線，如果采用三段式保護無法滿足要求，則應以差動保護為主保護，電流保護只能視作一種后備保護。

（3）當線路上有小電源時，保護需要有一定方向性。

2.3 母線保護

（1）母線保護需要遵循以下基本原則：重要廠站母線必須按照要求配置相應的母線保護；雙母線和具有快速切斷要求的單母線，也應按照要求采用母線保護；電廠母線必須按照要求配置相應的母線保護[1]。

（2）母線保護應具備以下功能：設置獨立的過流保護與母聯充電；母差保護必須設置電壓閉鎖；當主接線采用雙母線接線時，其母差出口跳故障母線各斷路器時，應經對應閉鎖元件實現閉鎖。所用母差保護需要和實際的運行方式良好適應。

（3）在母線保護動作過程中，需要將自動重合閘閉鎖。

3 安全自動裝置

3.1 基本要求

一方面，電力系統必須采用安全自動裝置，避免故障不斷擴大，導致大范圍停電。另一方面，安全自動裝置，實際上就是在電網產生故障時，發揮控制作用的控制裝置。

3.2 自動重合閘

（1）超過10kV的架空線路、電纜及混合線路，都應采用自動重合閘。

（2）旁路、分段與兼做旁路的斷路器，都要根據要求進行自動重合閘的配置。

（3）對于自動重合閘，需要具備兩種方式，即由保護直接起動和不對應起動。

（4）必須具備后加速、閉鎖信號等功能，且沒有特殊要求時，重合閘可以根據一次重合閘進行配置。

3.3 備自投

（1）處于分列運行狀態的母線及其它線路，都應采用備用電源自投保護。

（2）確保當設備斷開以后，再正式投入備用的設備。

（3）備自投的動作次數不能超過一次。

（4）在橋接線與單母線采用分段方式的條件下，其動作需要充分考慮正常運行與檢修等不同的方式。

3.4 高壓側互投

（1）兩路進線需要以實際需要為依據配置互投。在主線路跳閘之后，線路的互投應立即起動。

（2）如果高壓側采用單母線分段形式，且沒有母差保護，需要有復壓加速保護，此外對于110kV線路，還應設置加速保護。

（3）在變電站的中壓側和低壓側，應充分考慮小電源對線路造成的影響[2]。

3.5 低頻減載裝置

首先，應能實現頻率和電壓的滑差閉鎖。其次，應配置支持投退與整定的閉鎖功能。最后，保護動作應同時將線路的重合閘閉鎖。

4 結語

綜上所述，在智能電網的建設與發展過程中，智能變電站為十分重要的環節，在后續工作中需要進一步加強繼電保護方面的研究與探討，以解決未來發展中的關鍵技術問題，適應保證電網安全運行基本要求，提高繼電保護技術整體水平。

參考文獻

[1] 田濤，紀文濤，王丹.110kV智能變電站繼電保護若干問題研究[J].現代工業經濟和信息化，2016，6（15）：45-46.

[2] 胡序祥，徐彥凱，張興梅.110kV智能變電站的繼電保護配置方案探析[J].黑龍江科學，2014，5（10）：197-198.