220kV變電站主變保護雙重化保護實施

任玉龍 韓順杰

摘?要：做好220kV變電站主變保護，能夠更好實現變電站應用，達到更好的電力傳輸效果。本文就220kV變電站主變保護雙重化保護實施策略進行探索，希望可以為變電站的更好應用提供借鑒。

關鍵詞：220kV變電站;雙重化保護;保護策略

一、雙重保護在主變保護中的應用

在變電站的主變保護系統中，雙重保護占據至關重要的地位，倘若雙重保護產生技術問題，則會造成嚴重影響。因此，應當對變電站的主變保護工作進行高度關注，因為后備保護原理存在一定不足之處，這樣很難有效保護主變保護系統。因此，為了確保主變保護雙重化保護系統運行工作的安全性、穩定性與高效性，應當開展主變保護雙重化保護工作，進而使整個電力系統得到保障。關于主變保護雙重化保護系統方面，主要包括雙重化保護智能綜合自動化技術與雙重化保護系統配電網自動化技術。

二、220kV變電站主變保護雙重化保護原理

（一）二次諧波原理比率制動差動保護

對于變壓器而言，其主保護就是比率制動式差動保護，此種保護的應用能夠減少變壓器之間的故障產生，減少可能發生的短路故障，高壓側單項接地短路與匝間層間短路故障體現出來。在空投變壓器的過程中，勵磁涌流會引發保護誤動問題，通過二次諧波制動原理，能夠對變壓器進行良好保護。在差流速斷整定值低于任意一項差動電流的情況下，瞬時動作會在出口對差流速斷保護進行落實。通常情況下，會對所有相差流開展監視工作，在越限啟動門檻低于任意一個相差流的情況下，就會將繼電器開啟，并對差流越限啟動工作進行落實。

（二）復合電壓過流保護

對于變壓器，或者相信元件而言，復合電壓啟動屬于后備保護，能夠實現過流保護。為了更好進行啟動配置保護，則需要做好相應配置，此方面主要包括兩段，每一段都需要依照不同的時限來進行設置。過流保護與靈敏度之間的配置需要相符，需要保證其與規定保持一致，這就可以將“復合電壓投退控制”設置為“0”，這樣在退出“復合電壓投退控制”之后，配置就可以滿足過流保護需要。過流保護的兩段設置則可以根據需要進行每段電流、電壓、時限的控制，更有利于時限電流保護。

三、220kV主變壓器的保護配置原則

（一）堅持兩套相互獨立的保護原則

在220kV主變壓器中，會對兩套獨立的主保護進行運用。在各套主保護中，基本都會對整體系統的后備保護進行配置，與此同時，關于交流與直流的回路方面，還應當使兩套主后備保護的獨立性得到保障。對于正常運行方式而言，最為適宜的方法就是，應當在同一時間內，投入兩套獨立的主保護。此兩套獨立的主保護能夠給予電流互感器獨立保護，讓其兩個次級的繞組均納入到保護中來，實現更好的保護效果。第二套主保護方面則可以放置于電流互感器以及主變套管電流互感器之間，這樣所產生的保護更具獨立性，也能夠隨時根據需要來進行保護切換，在旁邊進行斷路器應用時候則可以替代主變斷路器使用，保護效果更佳。第一套主保護進行切換的過程中也可以對旁路斷路器進行應用，這樣則可以切斷第二套主保護，也能夠切斷相應的后備保護。

（二）堅持智能化與科學化原則

應當通過智能化與科學化這一原則，針對220kV主變壓器，統一開展相關檢測與遠方調度工作。在開關柜內部位置處，應當直接安裝220kV變電站主變保護雙重化保護系統的數據采集和控制單元，通過交流采樣形式，之間有電流或者電壓互感器開展相關測量工作，這樣能夠將電量變送器這一環節刪除，在部分情況下，還可以將開關柜內的指示儀表關閉。通過智能化這一組織原則，能夠針對有關信息內容，智能開展采集與檢測工作，并對系統資源的配置進行整體安排，實現運作環節的一體化，增強運行工作的科學性、合理性與有效性。通過自動化系統，能夠實現工作人員數量的減少與運行效率的提升，有助于強化勞動質量與精確度。

（三）選擇安全、可靠的主變保護運行方式

在對220kV主變電器進行運用的過程中，在排除電量（氣體）保護必須投跳之外，可以依據電網具體運行情形，對安全可靠的主變保護運行方式進行選用。為了使繼電保護操作電源的安全性與可靠性得到保障，應當對繼電保護裝置抗干擾能力進行提升，進而有效避免二次寄生回路問題的產生。為了實現抗干擾能力的有效提高，應當對《繼電保護及安全自動裝置反事故措施要點實施細則》中的要求予以研究，要求對于其中的二次回路抗干擾要求規定進行落實，對其中抗干擾性達到提升效果。此外，在主變保護運行中還需要將后備保護要求納入進來，這樣可以讓主變保護的運行更為安全。為了避免寄生回路問題的產生，在進行設計時候還需要做好空接店的設置，這樣便可以將不同直流回路完全連接起來，這樣則可以實現更好保護運行。

四、220kV變電站主變保護雙重化保護實施

（一）220kV變電站主變雙CPU保護

伴隨著計算機技術突飛猛進的發展與進步，涌現出許多高性能計算機芯片，這樣能夠確保將主保護與后備保護合而為一，也能夠為主變壓器提供雙重化保護。在具體的應用過程中，也能夠實現主變電和后備保護的合并，也能夠就變壓器提供雙重化保護。尤其在一套保護產生異常的情況下，另一套保護則能夠快速啟動，依然能夠對變壓器進行保護。與此同時，為了最大限度對接線進行控制，進而對由于二次回路接線復雜，所引發的差錯或者隱患問題縮減，則可以對雙CPU進行應用，對主變成套保護裝置提供保護。雙CPU系統中，雙重保護則可以分別工作，一套為CPU系統進行監控保護，另一套則可以對CPU系統進行保護。在結束和上位機的通信管理與監控測量工作之后，關于有關巡檢數據信息方面，保護CPU會定時將其輸送至雙口RAM某地址，這樣一旦保護CPU系統產生故障問題，這些巡檢數據信息也能夠為監控CPU系統提供查詢，但是并不會改變雙口RAM的數據信息，保證了數據的安全性。如果在20ms內，監控CPU的巡檢數據查詢不發生變化，這種情況下，則可以判定保護CPU中存在故障問題。與此同時，還會就其中故障進行報警，并將其上傳到上位機系統，對其中故障進行檢查。監控CPU系統中一旦保護系統發生故障，上位機如果無法接收到小機箱信息，小機箱則會發出相應信息進行提醒，通過這種方式來促使變電所無功電壓綜合控制工作予以很好完成。

（二）主變保護雙重化220kV側后備保護

通過具備偏移特性的阻抗保護，能夠對正方向指向變壓器開展保護工作，進而確保220kV阻抗保護工作的完成。關于變配電站綜合自動化系統的外電纜設計工作方面，其相關工作非常簡潔，只是需要一根通信電纜與電源線，其中，電源線為220kV的交流電源。通常情況下，通信電纜會對計算機用屏蔽電纜進行選擇與應用，除了使用的之外，還會配置備用電纜，亦或是對雙芯屏蔽雙絞線進行選擇與應用。為了實現其抗干擾能力的提升，一些變電站工程在進行啟動工作時，會對電纜的使用進行考量，關于電力監控器方面，應當通過專用電源，統一開展供電工作，進而使供電工作的安全性與可靠性得到保障。這樣在一些故障情況下，例如：電壓二次回路失壓、斷線閉鎖、切換過程交流和直流失壓等，能夠避免變壓器低阻抗保護誤動問題的出現。

（三）220kV主變雙重化綜合保護

應當對二段式保護進行運用，在第一段中，應當帶方向，220kV母線為方向指向，所設置的時限為所設置的時限為兩個，第一時限主要是斷開220kV母聯斷路器，第二時限則是斷開本側斷路器。在第二時限中不得進行方向攜帶，而是主要對跳開變壓器各側斷路器予以保護。在第三相CT組成的零序或者負序回路中，需要首先判別連接電流，然后再跳開220kV斷路器保護，這樣達到保護效果。如果保護為單項式延時動作，則會載有調壓閉鎖，這樣風機打開之后則可以保證負荷保護，避免電流超負荷。保護屬于單相式延時動作于信號，則能夠讓公共繞組過負荷保護工作及時完成。

通過二段式保護，能夠對單相式延時動作信號進行保護，進而確保公共繞組過負荷保護工作的順利完成。在串聯失靈啟動節點和電流判斷過流節點的過程中，通過硬壓板，可以對失靈啟動回路進行建構。當前，針對許多方面開展了大量研究工作，主要包括電力電子裝置控制理論和控制算法、在電力系統中，所有電力電子裝置的行為和作用、靈活交流輸電系統、直流輸電的微機控制技術、有源電力濾波技術、大容量交流電機變頻調速技術、新型儲能技術、動態無功補償技術等。

關于先進新技術的研究工作方面，也取得了一定成績。在中科院的《電力雙重化保護實施方案》中明確提出，在220kV主變雙重化綜合保護系統與變配電站綜合自動化系統中，將繼電保護、數據監測與遠方調度緊密聯系起來，融合成為一個整體，在開展變配電自動化設計工作的過程中，應當注重依據工程的具體情形，科學開展相關選擇與應用工作。在選擇并應用變壓電站綜合自動化系統的過程中，應當最大限度確保其科學性、合理性與有效性，這樣在開展電力系統自動化設計工作時，能夠對具備較高精確度的數據信息進行提供，進而通過技術層面，高效保障電力系統自動化設計工作的開展。為了確保主變保護雙重化電量保護工作完成，需要做好電源回路設計。在此設計過程中需要依照變壓器廠要求規定進行，避免設計無法滿足實際需要。跳閘型非電量則可以運用瞬時或者延時跳閘形式，這樣則可以對信號進行瞬時發送，所達到的保護效果更為即時高效。

五、結語

為了實現變電站運作效率的提升，在開展220kV變電站建設運作工作的過程中，應當不斷增強雙重保護實施的科學性與合理性。在220kV變電站的主變保護工作中，應當對科學合理的雙重化保護系統進行選擇與應用，這樣能夠將具備較高精確度的數據，提供給電力系統的自動化設計工作，為電力系統自動化設計的提升，提供重要的技術保障，進而確保主變保護雙重化電量保護工作的完成。

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作者簡介：任玉龍（1992-），男，漢族，山西人，研究生，在校生，電氣工程專業。

*通訊作者：韓順杰（1972-），女，漢族，吉林長春人，博士研究生，教授，電氣工程專業。