變電站二次繼電保護設計方法及問題

甘濤

摘要：在我國經濟建設快速發展的同時，我國的電力企業也在逐漸完善基礎性建設，只有保障在電力企業的建設過程中，能夠將其建設中的基礎性防護措施處理好，保障在防護措施的處理中，能夠提升電力企業整體的電力傳輸效果。作為電力傳輸中的關鍵性控制因素，變電站二次繼電保護對于電力企業的建設和發展而言，具有重要意義，只有保障電力企業建設防護中的二次繼電保護裝置能夠按照電力企業電力傳輸的需求進行專門的電力輸送，才能保障整體的電力輸送效果，滿足電力企業的電力輸送安全。

關鍵詞：燃煤鍋爐;問題;處理;建議

一、變電站二次繼電保護存在的問題

1.1零序電流保護

對零序的保護只需要使用通用定時比較器T1，這種比較器是事件管理器EVA中的一項，同時進行連續增加和計算數據模式就可以了。PFC部分的系統流程是，在主程序開機后或者復位后，對系統首先進行初始化。其他初始化還有變量初始化、事件管理器以及中斷進行初始化。中斷流程主要是對整流電壓以及電感電流進行輸入和輸出。對這些模擬信號進行采樣，同時進行A/D轉換。最后進行電壓環路的調節。零序電流的作用就是及時排除和解決這些單相接地現象的發生，確保線路的正常運行。零序電流常使用的元件類型是零序電壓在3UO和電流在3IO形成的方向上。

1.2母線電壓進行切換問題

如果變電站使用雙母線進行施工時，需要對母線電壓進行二次切換，在實際的操作中使用母線側隔離閘。如果在電力正常運行的情況下，隔離電閘出現接觸不良情況就會出現失壓或者發生距離保護誤動的現象，因此，要提前想辦法解決這種現象，生產廠家在生產切換繼電器時，在電壓切換箱中將切換轉換器改為雙位置繼電器。

1.3變電站的后臺系統問題

對變電站自動化設計中，后臺系統的一些細節問題是容易忽略的。需要進行電流的輸出和計算寄存器值和占空比，同時產生PAM信號控制開關。在正常操作的情況下，變電站直接供電，電源電流成為后備電源。在選擇逆變器時，逆變器的容量大小需要在500～1000VA之間選擇，這樣就可以解決后臺監控經常會出現的問題而且也能穩定電源電壓，保證整個系統運行的可靠性和安全性。

二、變電站二次繼電保護設計方法

2.1二次設備的選型問題

變電站層即工作站層，由就地監控、遠動、計量、五防、電壓無功控制及監控主機組成。除電度表、智能低壓配電屏、消防報警裝置、防盜報警裝置和直流屏采用485接口外，該層其他設備通過站內以太網連接。

綜合自動化系統采用分層分布式結構。監控網絡設A/B雙網，另設專用錄波C網。站級層、間隔層均采用雙以太網。二次設備室至10kV高壓室之間的通信介質采用光纖，其余為雙絞線。站控層設備按全站最終規?？紤]，包括：當地監控主機/操作員工作站、保護信息子站、遠動工作站和打印機等。間隔層設備按本期規模設置，按間隔配置。220kV、110kV測控與保護分開，置于二次設備室，其它智能設備可通過通信口或智能型設備接入監控系統。

變電站采用衛星對時同步系統實現對時，由標準同步時鐘本體和時間同步信號擴展裝置組成。標準同步時鐘本體需能接收GPS衛星和中國北斗衛星發送的信息。站內需對時的設備采用對時方式實現對時功能。

在功能分配上，采用“盡量下放”的原則。凡是可以在間隔級完成的功能不依賴于通訊網，功能劃分如下：間隔級：負責數據采集、繼電保護、計量、開關量處理、執行控制命令等。

站級（后臺機）：完成圖形顯示，實時數據、歷史數據的整理、歸類、存檔、報表打印，五防邏輯判斷及提示、操作票模擬，人機對話、語音告警與調度通訊、執行操作員命令、故障異常提示等。

2.2繼電保護配置與組屏方式

2.2.1母線保護與斷路器失靈保護

對于雙母線接線的變電站，須配置2套微機型母線保護裝置。該裝置應具備斷路器失靈保護功能，失靈保護與母線保護共用出口回路;該裝置應允許接入元件有不同的CT變比，出口回路可經低電壓或復合電壓閉鎖。

2.2.2保護和故障錄波信息管理子站系統

變電站配置一套保護及故障信息管理子站系統（可與智能遠動機集成），接入全站繼電保護及安全自動裝置。保護及故障信息管理子站系統與監控系統宜根據需要分別采集繼電保護裝置的信息，并將采集的保護及故障信息通過一路專用網絡通道送往中調保護管理及故障信息主站。保護及故障信息管理子站系統宜采用嵌入式裝置化的產品，信息的采集、處理和發送不依賴于后臺機。

2.2.3直流系統

變電站設置一套直流系統，用于站內一、二次設備及自動化設備的供電，直流系統電壓按運行習慣常選擇110V或220V。

直流系統采用單母線分段接線，兩段母線之間設聯絡開關，每段母線各帶一套充電機和一組蓄電池組，組成雙充雙蓄直流系統。充電裝置采用高頻開關電源，充電模塊按“N+1”的要求配置，充電裝置由充電模塊、調壓裝置、微機接地檢測裝置、微機監控單元和饋線回路等組成;蓄電池宜采用閥控式密封鉛酸蓄電池組架安裝于專用蓄電池室。

三、需要注意的問題

3.1變壓器保護設置

三項式三卷變壓器時110KV變壓器常常選用的設備類型，根據相關規定要求，在變壓器設備中應裝置差動保護、瓦斯保護，同時還應在中、高壓側裝置相應的保護，如復合電壓閉鎖過流保護、間隙保護、以及零序方向過電流保護，而低壓側僅需裝置復合電壓閉鎖過流保護。這種綜合保護，能夠對變壓器內部與各側母線及其鄰近的各種電器設備接地之前的故障問題及時反應出來，是保護變壓器及其他電器設備的重要手段。

3.2協調通信專業

由于2個專業對通信設備要求在規定上存在差異，本次二次設計對繼電保護與系統通信之間的規定進行了一系列調整，主要體現在：第一，對于低于50km的短線路，在沒有迂回光纜路的情況下，應在同塔雙回路上設置雙光纜;第二，當通信專業光端機同時使用在1回路的兩套縱聯保護中時，應建立各自的光通信設備，進行獨立傳輸;第三，當系統使用的是專用光纖芯通道進行線路保護時，保護光纖應通過通信光配線架直接引接。

3.3對一次設備的要求

為了讓二次回路進一步簡化，長電纜開入引起保護誤動等現象，二次典型設計要求不對斷路器實行三相一致保護，對于跳合閘壓力閉鎖、斷路器防跳等功能的實現皆由斷路器本體機構箱負責。此外，在進行二次典型設計時，還對雙母線接線線路的電壓互感器提出了相關要求，在每個雙母線接線間隔之間，使之了三相線路電壓互感器，不僅讓電壓切換回路更為簡化，同時也使保護裝置運行更加安全可靠。

四、結語

總之，在進行變電站二次繼電保護設計時，既要把握設計重點，又要注重每個細節，充分考慮繼電保護的組屏原則以及配置方式，并結合具體情況與常見問題，進行科學設計。此外，還應注意二次設備選型，通過優化設計，讓二次系統真正對變電站的電力系統起到安全保護的作用。

參考文獻：

[1]曹景坤.變電站二次繼電保護設計方法及問題淺述[J].大科技，2016（33）：64～65.

[2]李彬彬.智能變電站二次繼電保護存在的問題及完善建議分析[J].山東工業技術，2015（22）：160.

[3]劉艷玲，金掇，梁杰，等.變電站二次繼電保護設計方法及問題探討[J].科技展望，2015，25（36）.