變電站繼電保護相關問題的探討

程曉君 楊愷晉

【摘 ?要】繼電保護是電力系統最重要的二次系統。它對電力系統安全穩定地運行起著極為重要地作用。隨著近年來微機繼電保護的不斷投入，以往的檢驗標準已逐漸不適應系統的發展，因此。我們需要尋求更加完善的檢驗方法，只有系統、全面、準確地進行繼電保護檢驗。才能確保整個電力系統的安全。

【關鍵詞】智能變電站;繼電保護;配置原則;檢測內容

1 關于智能變電站繼電保護的相關內容

1.1 概述

在智能電網的建設過程中，最為重要的內容就是智能變電站的建設。與傳統變電站不一樣的是，智能變電站中的信息處理，往往需要從智能化、數字化的方向去收集、分析以及處理。同時，在智能變電站中軟件和硬件的使用方面，也需要采用智能化、規范化的通信協議。相對于傳統變電站來說，智能變電站比較明顯的優點就是其是以網絡和計算機為載體進行工作的，使得繼電保護系統能夠智能化、自動化的運行。所以，智能變電站繼電保護系統的可靠運行，是高效、全方位采集和應用相關數據的必要基礎，也是保證變電站安全、穩定運行的重要基礎。

1.2 關于繼電保護系統的特點

1.2.1 信息處理更加靈活

與常規變電站最大的不同就是智能站信息傳輸的數字化。電流電壓采樣可以采用常規的互感器，也可以采用光學互感器、電子式互感器等。借助于網絡技術，各種數據通過光纖將過程層、間隔層及站控層聯系起來，進行信息的訂閱與發送。這種信息傳輸方式，更加靈活、穩定、高效。其不僅在信息處理方面更加靈活，而且能夠自動借助智能化的網絡技術來減少變電站中的二次回路連接線的數量。這樣一來，智能變電站也能夠更加安全、可靠地運行，為電網的正常工作提供保障。

1.2.2 檢測系統故障迅速

在實際情況中，智能站繼電保護系統能夠檢測電力系統中的故障問題，及時發現電力系統中所潛在的隱患問題。在某個電力設備或者是電子元件出現故障時，繼電保護系統還能夠及時發出警報，提醒工作人員及時處理。

1.2.3 安裝使用非常方便

由于智能站大量減少二次電纜的使用，所以繼電保護系統采購與安裝所消耗的成本比較低，操作起來很簡單，安裝起來也非常方便。在繼電保護系統中所使用的材料大都比較輕，不僅有利于電力施工、提高安裝效率，也能夠在一定程度上減少占據空間。

2 各設備的保護配置

2.1線路保護

對于110KV智能變電站，站內保護、測控功能宜一體化，按間隔單套配置。線路保護直接采樣、直接跳斷路器;經GOOSE網絡啟動斷路器失靈、重合閘等功能。

2.2變壓器保護

按照規程要求，110KV變壓器電量保護宜按雙套進行配置，且應采用主、后備保護一體化配置。若主、后備保護分開配置，后備保護宜與測控裝置一體化。

當保護采用雙套配置時，各側合并單元（MU）、各側智能終端均宜采用雙套配置;中性點電流、間隙電流并入相應側MU。

2.3母聯（分段）保護

分段保護的實施方案與圖1所示的線路保護類似，而且結構更為簡單。分段保護裝置直接與合并單元和智能終端連接，分別實現不通過網絡數據交換的直接采樣和直接跳閘功能;同時，保護裝置、合并單元和智能終端等設備，均通過相互獨立的GOOSE網絡和SV網絡，實現信號的跨間隔傳輸。按照規程要求，110KV分段保護按單套配置，宜實現保護、測控的一體化。110KV分段保護跳閘采用點對點直跳，其他保護（主變保護）跳分段采用GOOSE網絡方式;母聯（分段）保護啟動母線失靈可采樣GOOSE網絡傳輸。

3 站內繼電保護的測試檢驗

繼電保護是電網安全穩定運行的第一道防線，必須遵循可靠性、選擇性、速動性、靈敏性的原則。隨著電網規模的不斷擴大和電壓等級的不斷提高，對繼電保護“四性”的要求不僅沒有降低，反而提出了更高的要求。智能變電站應在保證繼電保護功能不變的基礎上，改進繼電保護信息共享、互操作的方式，即設備間交換信息的方式。

由于智能變電站中，電磁式互感器被電子式互感器代替，變壓器、斷路器等一次設備也加裝了智能單元，使得原來保護裝置與外界的連接介質全由光纖取代，信息全由網絡化的設備傳遞。針對這樣的變化必須提出智能變電站保護設備的測試方案。由于保護裝置沒有發生變化，變化的只是信息的傳遞方式，因此保護的邏輯功能檢驗和原來一致，可以沿用原來成熟的檢驗標準。針對變化的部分提出新的測試方法，主要有如下幾點。

（1）原來輸入保護裝置的電壓、電流模擬量由來自合并器的光數字信號代替。傳統的保護測試儀只能輸出模擬量，而目前已有光數字保護測試儀，可以用光數字保護測試儀直接從保護裝置的光纖以太網口輸入測試。這樣的數字信號是沒有誤差的，以前的零漂、采樣精度檢驗步驟可以省略。但必須考慮有跨間隔數據要求的保護裝置（如變壓器差動保護、母線保護）在不同間隔間傳輸數據時，到達時間的同步性，如不確定或差距校大，將很難滿足保護裝置的要求。

（2）在相同的一二次設備條件下，與傳統保護接點直接跳閘方式相比，智能變電站繼電保護采用GOOSE報文發信經通信網絡給智能終端發跳閘命令（如果有了智能開關則沒有這個環節）。采用GOOSE網絡，繼電保護通過網絡傳輸跳閘和相互之間的啟動閉鎖信號，與傳統回路方式相比，其可靠性主要體現在網絡的可靠性和運行檢修擴建的安全性上。

（3）原來保護裝置輸出的各種信號由基于GOOSE協議的網絡傳輸實現。傳統的開入、開出量不再是24V或者220V的直流電信號，代之以優先級別有差異的GOOSE報文。可通過整組傳動試驗來驗證保護裝置輸入、輸出信號的正確性與實時性。

4 繼電保護工作的故障處理

繼電保護工作主要有裝置選型設計、安裝調試、驗收投運、運行維護等階段，我們下面對于每一階段的故障處理進行分析。

在選型設計階段，要選擇技術性好、穩定性佳的設備，設備要配置合理，繼電保護、計量、測量、信號、控制、運動要協調工作，保持電網的高效率運行。

繼電保護實現了遠程控制，并且實行工作人員輪班預警，保證繼電保護裝置在出現緊急故障的時候，一旦數據無法傳輸，工作人員能夠及時到達現場進行處治。

改善監控數據庫設備，按重要等級劃分類別，一般可以分為“保護出口，開關跳閘”“、Ⅰ類缺陷，告警”、“Ⅱ、Ⅲ類缺陷，告警”“、輔助電氣量位置變化，提示”等四類，保證了在發生緊急事故的時候，工作人員能夠依照監控等級順利排除故障。

在安裝調試階段，一定要嚴格按照規定對繼電保護裝置加入80%額定電壓，首先要對設備進行校驗，校驗中先模擬系統的故障，，做好裝置的整組模擬、傳動試驗。以保證各邏輯回路能夠得到正確的校驗。安裝調試階段要做到采用先進的設備，并且將自動化設備的各個接線牢固連接，還要防止光纜和網絡線纜不要被外力所破壞，要對施工過程全程管理，保證施工的安全性。

要依照國際標準和國內的相關規定對于繼電保護裝置進行驗收，對于電氣設備的遙控、遙信、遙測、遙調等性能要做檢驗，確保設備在運行中不會發生嚴重的事故。要將和施工有關的圖則等材料及時送往相關單位，以便于以后的維修管理。

設備運行的過程中，要做好維護和管理工作，加強巡視，特別是在天氣惡劣的情況下，要充分結合現場的工作環境，及時調節設備，保證設備能夠在一個健康的外部環境下運行，要對于相關的專業人員做好培訓，使他們能夠熟練操作，能夠應對各種突發事件。

在處理繼電保護故障的過程中，一定要注意到，要掌握繼電保護的基本原理，能夠根據故障現象做出相應的分析，及時發現故障的原因，及時排除。在發現故障之后，可以使用格相同、功能相同、性能良好的插件或元件替代疑似故障插件或元件;也可以把發生故障的系統參數和正常的系統參數進行比較，進而發現不同點，找到故障的原因。還可以通過對于正常電路進行模擬檢查，逐級調試或者改變參數，如果產生的故障和故障裝置相同，那么就可以發現故障的根源。

參考文獻：

[1]王秀春，隋洪峰.淺析微機繼電保護抗干擾研究.裝備制造技術，2009-10-15.

[2]徐強超，劉沛.淺談變電站自動化系統應用中的幾個問題.江蘇電機工程，2005-12-28.

（作者單位：國網山西省電力公司檢修分公司）