繼電保護技術原則在變電站二次設計中的應用

莊培 馬俠飛

摘要：隨著科學技術的發展，繼電保護技術不斷革新，保護的種類和型號層出不窮，不同的繼電保護廠家提供的設備存在很大的差別，不利于工程的建設和電力系統的運行維護。為了統一繼電保護在變電站工程的使用，需要設計過程中執行繼電保護技術原則。本文就繼電保護設計原則、繼電保護選型、繼電保護配置與組屏方案、變電站二次設計注意事項等進行闡述，為變電站二次設計工作提供支持。

關鍵詞：繼電保護;變電站二次設計;應用

一、變電站二次繼電保護設計原則

變電站二次設計的過程中，我們需要不斷地完善相關的管理，按照相關的要求進行設計和完善，從加強繼電保護技術的發展，這樣就能更好地建設變電站，保證輸電的質量，減少問題的出現，要綜合考慮繼電保護技術使用的規則，提高它的實用性和經濟性，降低生產的成本，促進我國變電站的收益，使得變電站能夠實現長遠的發展，為我國經濟建設做出貢獻，在遇到問題時能夠及時發揮作用，從而使得電量能夠以最高效率進行輸出，這樣就能完善變電站二次設計，從而減少問題的出現。

二、繼電保護技術原則在變電站二次設計中的應用

2.1二次設備的選型

變電站二次繼電保護設備選型時，要結合工程的具體情況，綜合考慮電力系統的近期發展規劃、電力設備和電網的結構特點和運行特點、相關專業的技術發展狀況、經濟上的合理性、其他工程的經驗等。優先選用具有成熟運行經驗的保護裝置，大膽積極地嘗試新型產品。在同一變電站內保護裝置的型式、品種不宜選擇過多。雙重化配置的兩套主保護要選用不同廠家不同型號的裝置。

2.2繼電保護配置與組屏方式

2.2.1主變壓器保護

110kV變壓器保護一般采用電氣主保護、非電量保護、各側后備保護裝置獨立的配置方案，合組一面屏;也可以采用分別組屏的雙套主后合一的電量保護和一套非電量保護的配置方案。電氣主保護可以選擇比率差動保護或者差動速斷保護，也可以增加配置反映輕微故障的故障分量差動保護;高后備保護配置復壓閉鎖過流保護、零序過流保護、間隙保護、過負荷保護等;低壓后備保護配置復壓閉鎖過流保護、過負荷保護、簡易母差保護等;非電量保護配置本體重瓦斯、調壓重瓦斯和溫度過高等。

220kV及以上電壓等級的變壓器配置兩套獨立的、主后一體的、能反應變壓器各種故障及異常狀態的微機型電氣量保護和一套非電氣量保護，兩套電氣量保護各組一面屏、非電氣量組一面屏。兩套主保護采用不同涌流閉鎖原理的比率差動保護，每套主保護配置差動速斷保護功能;高壓、中壓側后備保護配置兩段帶偏移特性的阻抗保護、兩段復壓閉鎖（方向）過流保護、兩段零序（方向）過流保護、中性點間隙零序過流和零序過壓保護、過負荷保護等;低壓側后備保護配置兩段復壓閉鎖過流保護、過負荷保護、簡易母差保護等;非電量保護配置本體重瓦斯、調壓重瓦斯和溫度過高等，也可以根據工程實際情況自定義相關的保護。

2.2.2線路保護

每回110kV線路配置一套帶有重合閘功能的、主后一體的線路保護，每套線路保護裝置組一面屏。單側電源的線路負荷端不配置線路保護，電源側變電站配置線路主保護為縱聯距離保護;雙側電源、多級串聯、短距離且雙線同桿架設的線路，線路各側配置線路主保護為光纖電流差動保護。后備保護配置相間及接地距離保護、零序過流保護、PT斷線過流保護、雙回線和不對稱相繼速動、自動重合閘功能等。

220kV及以上電壓等級的線路，每回線配置兩套完整的、相互獨立的、主后一體的微機型線路保護，且每套保護配置雙通信通道;對于長距離、重負荷的500kV主干線路考慮配置三套線路保護。以主保護為單元進行組屏，主保護與其使用的附屬設備共同組屏。主保護可選擇配置縱聯距離（方向）保護或光纖電流差動保護，每回線路具備一路光纖通道的至少配置一套光纖電流差動保護，具備兩路光纖通道的線路的配置兩套光纖電流差動保護。后備保護配置相間和接地距離保護、零序過流保護、三相不一致保護、過流保護、自動重合閘功能等。

2.2.4操作箱

操作箱是保護控制回路中最重要的組成部分，保護裝置動作和遙控出口通過操作箱控制對應的斷路器，實現分合閘操作。因此，操作箱必須具備與保護、測控配合的分合閘回路，有連接到斷路器的合閘線圈和第一組、第二組跳閘線圈的傳動回路，同時，還要有斷路器的分合閘位置監視、分合閘回路監視、斷路器氣壓監視等回路并發出信號，另外，要具備外部跳閘入口、發出控制回路斷線和事故總等告警信號功能。

2.2.5電壓切換箱

對于連接在兩條母線上的線路、變壓器等設備，為了保障保護裝置開入的電壓與設備所在母線一致，需要配置電壓切換箱。電壓切換回路采用保持繼電器接點，切換回路有運行方式指示燈。電壓切換箱具有隔離開關位置開入，通過隔離開關的位置判別被保護的設備所在母線，自動切換電壓開入保護裝置。電壓切換箱有切換動作告警和切換回路斷線告警等功能。

2.2.6保護信息管理子站系統

保護信息管理系統是一個信息收集、整理和分析的平臺，可以快速、簡便、全面地獲取繼電保護各類信息。子站系統是安裝在變電站內負責與接入保護裝置及故障錄波器通信，完成規約轉換、信息收集、處理、控制、存儲，并按要求向主站系統發送信息的硬件及軟件系統。子站系統一般包含子站主機、采集單元、工作站及相關網絡通信設備。子站主機負責與主站系統及接入子站系統的保護裝置及錄波器通信。當變電站接入的保護裝置及錄波器數量較多時，要配置采集單元，由采集單元負責接受子站主機命令，實現與保護裝置及錄波器通信。子站工作站用于現場調試和就地信息顯示，負責就地調取、顯示及分析保護裝置及故障錄波器信息，查詢歷史信息，完成采集單元、子站主機及網絡通信設備等裝置的配置。及相關網絡通信設備。子站主機負責與主站系統及接入子站系統的保護裝置及錄波器通信。當變電站接入的保護裝置及錄波器數量較多時，要配置采集單元，由采集單元負責接受子站主機命令，實現與保護裝置及錄波器通信。子站工作站用于現場調試和就地信息顯示，負責就地調取、顯示及分析保護裝置及故障錄波器信息，查詢歷史信息，完成采集單元、子站主機及網絡通信設備等裝置的配置。

三、結語

在變電站二次設計中，貫徹執行繼電保護技術原則，使設計的編制有章可循，為保護配置、保護功能和技術要求、組屏方案、接線方式等方面提供設計依據。有利于優化變電站保護方案，提升設備利用率，改善繼電保護裝置與其他設備之間配合的科學性和合理性，提高專業設計水平和設計質量，降低工程成本，有利于變電站工程的建設和運行管理。

參考文獻：

[1]《輸電線路保護裝置通用技術條件》[S].GB/T.15145-2008

[2]《繼電保護和安全自動裝置通用技術條件》[S].DL/T.478-2010

[3]《電力系統繼電保護柜、屏通用技術條件》[S].DL/T.720-2000