變電站二次繼電保護設(shè)計方法及問題構(gòu)架

尹樂天

摘 要：變電站二次繼電保護設(shè)計在諸多方面存在問題，如組屏方案、配置要求，給系統(tǒng)運行帶來影響，甚至造成設(shè)備損壞。所以，如何做好變電站二次繼電保護設(shè)計成為企業(yè)重要研究內(nèi)容，確保繼電保護設(shè)計合理有助于電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行。鑒于此，本文就變電站二次繼電保護設(shè)計存在的問題及解決方法展開分析。并針對此問題，提出了對應的繼電保護和阻屏方案。

關(guān)鍵詞：變電站 二次繼電保護 設(shè)計方法 問題構(gòu)架

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）11（b）-0044-02

伴隨著電力事業(yè)的發(fā)展與用電需求量的提高，企業(yè)致力于基礎(chǔ)設(shè)施完善與二次繼電保護設(shè)計，這對企業(yè)建設(shè)發(fā)展有著重要作用。變電站二次繼電保護應根據(jù)電力企業(yè)電力輸送要求實現(xiàn)電能傳輸，滿足人們用電需求。

1 變電站二次繼電保護分析

變電站二次繼電保護是實現(xiàn)電力輸送重要環(huán)節(jié)，關(guān)系著電力系統(tǒng)運行與電能輸送質(zhì)量。因此，做好變電站二次繼電保護設(shè)計尤為關(guān)鍵，有助于提高電力輸送效果。現(xiàn)階段，變電站輸送電能時需要借助二次繼電保護裝置完成，繼電保護有助于排除電力輸送隱患問題，確保電力輸送安全穩(wěn)定。根據(jù)繼電保護使用效果與環(huán)境劃分，在實際使用時要求在符合技術(shù)要求與設(shè)計標準下進行。根據(jù)裝置應用分配分析，要求裝置配置符合阻屏設(shè)計要求，根據(jù)不同繼電保護使用要求逐一配置，配置時要達到現(xiàn)有裝置要求。

2 變電站二次繼電保護設(shè)計問題

2.1 零序保護問題

110kV以上電壓故障主要問題為單相接地故障，故障率達到90%。其中，零序電流保護是切除單相接地故障達到線路保護有效方法，零序電壓3UO和零序電流3IO組成方向構(gòu)件為零序保護常見構(gòu)件。

2.2 母線電壓轉(zhuǎn)換

變電站采取雙母線接線過程中，二次母線電壓和直流電源線順利轉(zhuǎn)換就要經(jīng)過運行的母線側(cè)隔離倒閘。若運行時隔離刀閘接觸不良引起距離保護失壓，保護誤動。針對這一問題，建議將切換繼電器改裝為雙位置繼電器在電壓切換箱內(nèi)。

2.3 后臺系統(tǒng)

后臺系統(tǒng)是變電站系統(tǒng)設(shè)計容易忽視的環(huán)節(jié)，后臺系統(tǒng)24h持續(xù)運行進而對運行速度有著嚴格要求，數(shù)據(jù)交換量大，并且處于強電磁運行條件下。技術(shù)人員在后臺系統(tǒng)設(shè)計過程中需做好工控機控制。現(xiàn)階段，變電站自動化設(shè)計多將商用機作為后臺監(jiān)控系統(tǒng)，設(shè)備時常出現(xiàn)故障問題，嚴重影響系統(tǒng)安全。對此，為保證后臺監(jiān)控處于最佳環(huán)境下需在后臺監(jiān)控機安裝不間斷電源。逆變器設(shè)計過程中設(shè)計兩路輸入電源用于變電源與直流電源。其中，直流電源主要應用在站內(nèi)直流系統(tǒng)。系統(tǒng)運行過程中通過戰(zhàn)用變電源，經(jīng)過逆變轉(zhuǎn)化生成交流電源保持電能的順利輸送。如果站用電源出現(xiàn)故障，直流電源就會啟動支撐后臺系統(tǒng)正常運行，確保穩(wěn)定性。當站用電源恢復時繼續(xù)應用，站用電源直接供電，直流電源用于儲備電源。逆變器應用時做好容量控制，通常在500～1000VA之間，有助于后臺系統(tǒng)變電源正常運行，穩(wěn)定站用變電源電壓，提高系統(tǒng)運行安全性。

3 繼電保護和阻屏方案

3.1 母線保護和斷路器失靈保護

變電站繼電保護失靈誤動主要因為誤啟動失靈保護進入回路，但產(chǎn)生問題實質(zhì)是失靈電流判別借助系統(tǒng)獨立設(shè)置的失靈啟動裝置運行完成，并非完成跳閘的失靈保護。失靈保護進入回路后就會導致失靈保護誤動，因而失靈判斷主要經(jīng)過失靈保護實現(xiàn)，提升失靈保護穩(wěn)定性所以，二次機電保護設(shè)計應秉承著以下幾點原則：第一，選擇雙套失靈保護在母線內(nèi)并具備失靈保護有關(guān)功能。第二，失靈保護雙重配置后與每套線路采用一對一啟動形式，優(yōu)化失靈啟動裝置。經(jīng)過母線保護分析失靈保護電流判斷，取消110kV間隔獨立配置的失靈啟動設(shè)備。第三，主變壓器單元，母線保護主要是對變壓器和系統(tǒng)母線故障導致變壓器側(cè)斷路器失靈的判斷。

3.2 線路重合閘

母線保護是判斷斷路器的失靈保護與失靈電流，按照標準要求，斷路器的輔助保護裝置取消單獨配置，在各套線路保護裝置內(nèi)安裝重合閘功能。同時，兩套保護呈獨立狀態(tài)，設(shè)計過程中采用相對重合閘線路保護啟動，維持斷路器控制狀態(tài)應與位置處于不對應啟動形式。同步運行只需一套重合閘運行，另一套重合閘壓板切斷。雙母線接線設(shè)計過程中，諒她線路保護應具備重合閘作用，線路保護三條回路與重合閘交互，利用的合用線路保護需三跳。其中，兩套保護裝置不與的三跳發(fā)生交互。

3.3 電壓切換箱接線

電壓切換箱采用雙位置接點，防止接觸不良造成失壓。不過，一旦檢修方法不當容易發(fā)生反送電問題，威脅系統(tǒng)運行安全。所以，二次繼電保護設(shè)計過程中需在電壓切換箱的雙重化保護配置下，以單位置輸入方式隔離刀閘輔助接點設(shè)計，一旦發(fā)生接觸不良切換回路發(fā)生異常可以結(jié)合具體狀況選擇一套短時退出。

3.4 信息管理系統(tǒng)

現(xiàn)如今，一些惡意代碼嚴重影響著系統(tǒng)運行，對Windows操作系統(tǒng)與PC硬件組成的子站系統(tǒng)穩(wěn)定帶來影響。Linux系統(tǒng)有著高穩(wěn)定性，惡意代碼不及Windows系統(tǒng)多。Unix系統(tǒng)穩(wěn)定性較強，具備備份功能和系統(tǒng)核心。另一方面，嵌入式設(shè)備系統(tǒng)穩(wěn)定性強、可靠性強，無需安裝硬盤、風扇，優(yōu)化了系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)。所以，結(jié)合保護穩(wěn)定性與故障信息管理子系統(tǒng)要求分析，嵌入式裝置應用在二次繼電保護設(shè)計中具有可行性。Linux和Unix系統(tǒng)為主系統(tǒng)模式。

4 注意事項

第一，設(shè)備規(guī)約與通信協(xié)議。不同的生產(chǎn)廠家對規(guī)約與協(xié)議運用有著明顯不同，若在保護系統(tǒng)設(shè)計時忽略規(guī)約與協(xié)議差異性將影響后續(xù)系統(tǒng)兼容性，導致數(shù)據(jù)丟失。因此，設(shè)備型號選擇時應采用相同的規(guī)約與通訊協(xié)議，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行。小于50km的段線路在無迂回光纜線路的條件下需在同塔雙回路上安裝雙光纜。通訊專業(yè)光端機應用在1回路的兩套縱聯(lián)保護過程中創(chuàng)建光通訊設(shè)備，獨立運行。系統(tǒng)使用光纖芯通道實現(xiàn)線路保護過程中，保護光纖可以利用通訊光配線架直接連接。第二，降低保護誤動率簡化繼電保護二次線路對一次設(shè)備也有著嚴格要求，雙母線接線之間采用三相線路電壓互感器，有助于簡化電壓切換回路，確保保護裝置穩(wěn)定運行。

5 結(jié)語

科學技術(shù)的進步推動了電力事業(yè)的發(fā)展。電力系統(tǒng)中，二次繼電保護設(shè)備得到了廣泛應用。不過，因為當前二次幾點波阿虎設(shè)備生產(chǎn)單位較多，使得產(chǎn)品在定制、端子方面存在較大差異。為提高二次變電站裝置規(guī)范性，企業(yè)應結(jié)合自身特點、根據(jù)電力企業(yè)電力輸送要求實現(xiàn)電能傳輸，進一步規(guī)范二次繼電保護設(shè)計，滿足人們用電需求。綜合分析，變電站中二次繼電保護影響著電力系統(tǒng)的運行效果，對保護系統(tǒng)穩(wěn)定性有著重要作用。在實際二次繼電保護設(shè)計時需綜合分析，根據(jù)具體問題展開具體分析，從而設(shè)計出有效的繼電保護方案。

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