變電站二次繼電保護(hù)措施研究

傅元君

摘要：目前，電力事業(yè)獲得了良好發(fā)展，變電站二次繼電保護(hù)措施也得到廣泛應(yīng)用。但在變電站二次繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行中，出現(xiàn)了裝置不規(guī)范、生產(chǎn)設(shè)備規(guī)格不一致等問題，影響變電站的正常運(yùn)行維護(hù)。因此，必須加強(qiáng)變電站二次繼電保護(hù)措施的規(guī)范性，完善繼電保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，保證變電站的良好運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：變電站;二次繼電保護(hù);措施研究

引言

變電站是供配電系統(tǒng)的核心所在，但其安全運(yùn)行離不開二次繼電保護(hù)的支持，因而變電站二次繼電保護(hù)設(shè)計(jì)備受關(guān)注。不過令人堪憂的是，二次繼電保護(hù)系統(tǒng)因存在一定的問題并未充分發(fā)揮保護(hù)效果，對變電站和整個電力系統(tǒng)的運(yùn)行埋下了安全隱患，故針對變電站采取強(qiáng)有力的二次繼電保護(hù)措施非常必要。

1變電站二次繼電保護(hù)現(xiàn)狀

對于電力系統(tǒng)來說，變電站是不可或缺的重要構(gòu)成，而對變電站而言，二次繼電保護(hù)是其穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障，因此變電站二次繼電保護(hù)水平影響的不只是變電站設(shè)備，還與整個電力系統(tǒng)的運(yùn)營有關(guān)，必須予以高度重視和優(yōu)化設(shè)計(jì)。然而在具體實(shí)踐中，變電站二次繼電保護(hù)設(shè)計(jì)尚不完善，相應(yīng)的繼電保護(hù)設(shè)備也是良莠不齊，難以滿足變電站安全運(yùn)行的實(shí)際要求，不僅弱化了繼電保護(hù)的應(yīng)有性能，還可能因其誤動或失效造成變電站和電力系統(tǒng)故障蔓延造成嚴(yán)重?fù)p失，故對變電站二次繼電保護(hù)措施進(jìn)行改進(jìn)和完善有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2二次繼電保護(hù)的設(shè)備選擇

2.1后臺運(yùn)行系統(tǒng)

變電站系統(tǒng)的后臺監(jiān)控系統(tǒng)會影響整個變電系統(tǒng)的性能和效率，因此對后臺監(jiān)控設(shè)備的要求較高。由于變電站后臺使用的商用機(jī)性能一般，因此，經(jīng)常導(dǎo)致設(shè)備損壞，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。要解決這一問題，可以在后臺系統(tǒng)配置容量大的優(yōu)質(zhì)電源，對一些繼電器設(shè)置兩路輸入電源，作為變電站的直流電源，使系統(tǒng)的電源更加穩(wěn)定，在系統(tǒng)遇到故障時，可以使用站用變電源。

2.2零序保護(hù)

對于零序的保護(hù)需要使用通用定時比較器，并連續(xù)增加和計(jì)算數(shù)據(jù)模式。PFC部分的系統(tǒng)流程是在主程序開機(jī)后對系統(tǒng)進(jìn)行初始化。中斷流程是對整流電壓及電感電流進(jìn)行輸入和輸出，對模擬信號進(jìn)行采樣，同時進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，最后進(jìn)行電壓環(huán)路調(diào)節(jié)。系統(tǒng)的主要故障原因是電壓超過110kV時，容易發(fā)生單相接地現(xiàn)象。零序電流可以及時排除和解決單相接地現(xiàn)象，使系統(tǒng)正常運(yùn)行。

2.3母線電壓切換

變電站母線接線中雙母線連接需要相應(yīng)的母線側(cè)隔離刀閘才能完成母線電壓切換。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，隔離刀閘如果出現(xiàn)接觸方面的故障，就會造成失壓，使用電出現(xiàn)異常。要解決這一問題，必須嚴(yán)格要求沒有執(zhí)行相關(guān)規(guī)范的廠家，確保生產(chǎn)出的繼電器能實(shí)現(xiàn)雙位切換。

3變電站二次繼電保護(hù)優(yōu)化措施

3.1嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)原則

鑒于變電站二次繼電保護(hù)的重要性，必須將質(zhì)量意識滲透于設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，使其在符合設(shè)計(jì)原則的基礎(chǔ)上再考慮改進(jìn)和優(yōu)化。一般情況下，變電站二次繼電保護(hù)應(yīng)至少具備選擇性、迅速性、靈敏性與可靠性的特點(diǎn)，具體的說，就是繼電保護(hù)裝置可解讀和分析二次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，能夠單獨(dú)切斷故障設(shè)備的同時保證其他設(shè)備正常運(yùn)行，而且在最短時間內(nèi)快速切斷故障設(shè)備、完成保護(hù)任務(wù)，無論故障出在何種位置、屬于何種類型，保護(hù)裝置均能處于良好狀態(tài)，針對設(shè)備故障迅速做出正確的保護(hù)動作。

3.2擇優(yōu)選擇繼電保護(hù)裝置

變電站二次繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)原則和要求決定了保護(hù)裝置必須優(yōu)質(zhì)可靠，這也是彰顯其保護(hù)優(yōu)勢的基礎(chǔ)和前提，倘若保護(hù)裝置自身存在缺陷，設(shè)計(jì)方案再完善再高效也無濟(jì)于事，所以在裝置選型時需要重點(diǎn)考慮零序電流和母線電壓切換等問題。其中零序電流是繼電保護(hù)的重要控制因素，需要基于對配置應(yīng)用的專門分析，通過電流保護(hù)定時比較器來實(shí)現(xiàn)控制比較，建議將其應(yīng)用于系統(tǒng)初始化運(yùn)行控制中，使其具備切斷系統(tǒng)主要傳輸控制電流的作用，而且當(dāng)電壓達(dá)到110kV時需要進(jìn)行故障檢修防止單相接地，保證系統(tǒng)安全運(yùn)行。若站在控制應(yīng)用的角度來看，零序電流的裝置元件可分為3U0的電壓控制和3I0的電力控制。再者針對常見的母線電壓切換問題，經(jīng)常會因?yàn)檠b置配置問題發(fā)生錯誤性操作，此時可基于兩項(xiàng)開關(guān)對電壓進(jìn)行直流控制，配以整改控制裝置減少失誤，即在電壓母線控制過程中對母線實(shí)行接線分流，才能真正提升裝置的控制效果，如雙位置繼電器常被用來取代傳統(tǒng)的切換繼電器。其實(shí)在變電站二次保護(hù)系統(tǒng)中，后臺監(jiān)控設(shè)備的選型也是不容忽視的，畢竟監(jiān)控設(shè)備負(fù)責(zé)全天、實(shí)時監(jiān)控二次設(shè)備狀態(tài)，用于獲取更真實(shí)、完整的數(shù)據(jù)，同時還應(yīng)配置大容量的優(yōu)質(zhì)電源，分別作為變電站和繼電保護(hù)裝置的直流電源和兩路輸入電源，確保故障下兩者的運(yùn)行不受影響。

3.3重視母線與斷路器失靈保護(hù)

母線保護(hù)和斷路器失靈保護(hù)是變電站二次繼電保護(hù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其重要性不言而喻，因此若想提升保護(hù)裝置的實(shí)際效果，應(yīng)專設(shè)裝置保護(hù)其免受失誤性碰撞，以免因失靈現(xiàn)象造成電路跳閘，一旦繼電保護(hù)裝置發(fā)生斷路失靈，勢必會引發(fā)嚴(yán)重的回路，進(jìn)而對電路傳輸帶來不良影響，因此必須采取措施最大限度的減少電路傳輸失靈。在判斷母線與斷路器失靈的過程中發(fā)現(xiàn)雙重化保護(hù)均已失效，則要基于一對一啟動手段加以保護(hù)，實(shí)現(xiàn)失靈啟動裝置的簡化。經(jīng)母線保護(hù)判斷失靈保護(hù)電流時，此時單獨(dú)設(shè)置的110kV間隔失靈啟動設(shè)備會自動取消，若失靈保護(hù)母線采用的雙套配置，則要設(shè)計(jì)雙套失靈保護(hù)措施與之匹配。

3.4強(qiáng)化電壓切換箱接線設(shè)計(jì)

在電壓切換箱管理過程中，需要在電壓切換過程中保證其具有良好的電力傳輸信息，而這是以可靠的接線為基礎(chǔ)的，所以為防止因接觸不良引發(fā)失壓問題，往往會采用雙位置接點(diǎn)。若電壓切換箱具備較好的雙重保護(hù)，建議將隔離刀閘中的輔助接點(diǎn)設(shè)計(jì)為單輸入方式，這樣的化，當(dāng)輔助接點(diǎn)發(fā)生故障且切換回路異常時，便可以短時退出其中一套保護(hù)解決問題。有的電力企業(yè)為確保電力輸送安全，經(jīng)常借助雙電壓開關(guān)盒加強(qiáng)接線管理和控制，保證電力傳輸電壓處于設(shè)定的傳輸范圍內(nèi)。此外，還應(yīng)做好重合閘設(shè)計(jì)。由上可知，母線保護(hù)可用于判定失靈保護(hù)電流，該過程與重合閘存在一定的關(guān)聯(lián)。這是因?yàn)樽冸娬镜亩卫^電保護(hù)，通常要求斷路器具有一定冗余的輔助裝置，而且與之相關(guān)的電路還要配備重合閘，以此獲得相互獨(dú)立的兩套保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)可靠性的保護(hù)效果。按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)雙母線接線時其二套線路保護(hù)也必須具備重合閘功能，如此一來，重合閘便與三條線路保護(hù)連通，那么其共用的線路保護(hù)則要采取三跳，值得注意的是，二套保護(hù)裝置不能與三跳存在關(guān)聯(lián)。

3.5110kV線路重合閘保護(hù)

在進(jìn)行二次繼電保護(hù)裝置的控制實(shí)施中，采用母線保護(hù)是為了控制在電力輸送中出現(xiàn)電力傳輸?shù)淖钄嗵l現(xiàn)象，而進(jìn)行二次繼電保護(hù)裝置的控制實(shí)施中，獨(dú)立配置的斷路器是不能對保護(hù)裝置進(jìn)行輔助性控制的。所以在進(jìn)行二次繼電保護(hù)裝置的控制實(shí)施中，為了能夠提升整體的電力傳輸效果，相關(guān)的人員在進(jìn)行電力傳輸過程中，特別針對電力傳輸中的重合跳閘現(xiàn)象做出了保護(hù)措施。比如針對110kV線路的電路繼電保護(hù)裝置控制中，為了能夠?qū)⑵溲b置的控制效果實(shí)施好，相關(guān)的控制人員，在進(jìn)行控制裝置的實(shí)施過程中，特別進(jìn)行了裝置控制實(shí)施的重合閘控制保護(hù)。借助這種專門的保護(hù)控制措施實(shí)施，將其保護(hù)裝置的控制實(shí)施運(yùn)行獨(dú)立保護(hù)狀態(tài)，借助這種獨(dú)立保護(hù)狀態(tài)進(jìn)行專門的控制保護(hù)。

結(jié)語

在進(jìn)行變電站二次繼電保護(hù)時，不僅要對重點(diǎn)位置進(jìn)行保護(hù)，還要對一些細(xì)節(jié)進(jìn)行綜合考慮，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行和經(jīng)常出現(xiàn)的故障進(jìn)行針對性保護(hù)，保證系統(tǒng)的科學(xué)高效運(yùn)行。優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，也是變電站二次繼電保護(hù)的重要措施。

參考文獻(xiàn)

[1]牛崢.變電站二次繼電保護(hù)措施分析[J].河南科技，2018（29）：146-147.