變電站二次繼電保護(hù)設(shè)計(jì)方法及問題研究

董默

摘要：隨著現(xiàn)階段我國(guó)電力事業(yè)的不斷發(fā)展，我國(guó)的變電站事業(yè)得到了飛速的發(fā)展，其中的繼電保護(hù)和直流系統(tǒng)的二次設(shè)計(jì)都具有相當(dāng)重要的作用，如果在設(shè)計(jì)當(dāng)中出現(xiàn)了不完善和不精細(xì)的現(xiàn)象，對(duì)于系統(tǒng)自身就會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)重要的影響作用，最終對(duì)設(shè)備產(chǎn)生不同程度的影響。因此在此種情況下，就需要對(duì)其中的繼電保護(hù)方法做出詳細(xì)的設(shè)計(jì)，根據(jù)實(shí)際情況來(lái)找出解決實(shí)際問題的方式。在本文當(dāng)中首先對(duì)變電站二次繼電保護(hù)設(shè)計(jì)原則分析;其次對(duì)變電站二次繼電保護(hù)設(shè)計(jì)方法與繼電保護(hù)配置與組屏方式詳細(xì)的分析;最后對(duì)變電站二次繼電保護(hù)設(shè)計(jì)注意問題進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：變電站;二次繼電保護(hù);設(shè)計(jì)方法

引言

近年來(lái)，隨著科學(xué)水平的不斷提高，我國(guó)的電力行業(yè)也取得了突破性的發(fā)展。在電力系統(tǒng)中，微機(jī)型二次繼電保護(hù)設(shè)備在電力企業(yè)中廣泛運(yùn)用。但是，由于目前我國(guó)生產(chǎn)二次繼電器保護(hù)設(shè)備的企業(yè)很多，二次繼電保護(hù)產(chǎn)品在定制、報(bào)告、端子等方面存在很大的區(qū)別，設(shè)備不符合規(guī)范的情況比較嚴(yán)重，設(shè)備操作、保養(yǎng)等方面復(fù)雜，使變電站的管理更為困難。所以，為進(jìn)一步加強(qiáng)二次變電站的裝置的規(guī)范性，電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)在符合我國(guó)有關(guān)規(guī)定的基礎(chǔ)上，結(jié)合企業(yè)的自身特點(diǎn)逐步完善和制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，使二次繼電保護(hù)的開展更為規(guī)范。

一、變電站二次繼電保護(hù)設(shè)計(jì)原則分析

為了更好地針對(duì)變電站的二次繼電保護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，創(chuàng)建關(guān)于變電站保護(hù)方面的二次系統(tǒng)，應(yīng)采用繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)方式實(shí)現(xiàn)目前的保護(hù)目的。在設(shè)計(jì)工作中應(yīng)確保相關(guān)繼電保護(hù)裝置可以根據(jù)以下原則開展設(shè)計(jì)工作，提升整體工作效果：（1）應(yīng)遵循選擇性的工作原則，根據(jù)保護(hù)情況，正確開展設(shè)計(jì)工作，使得保護(hù)裝置能夠針對(duì)二次設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行解讀分析，獨(dú)立地處理故障問題，切斷相關(guān)設(shè)備，預(yù)防故障問題，促進(jìn)設(shè)備的正常運(yùn)行;（2）應(yīng)遵循迅速性的工作原則，如果二次設(shè)備出現(xiàn)了故障問題，在最短時(shí)間之內(nèi)實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用，快速進(jìn)行二次設(shè)備的切斷處理，提升保護(hù)工作效果;（3）應(yīng)遵循靈敏性的工作原則，如果相關(guān)的二次設(shè)備以及系統(tǒng)發(fā)生了故障問題，無(wú)論故障位置在哪里，都可以采用繼電保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)，形成自動(dòng)化的保護(hù)，提升整體工作效果;（4）應(yīng)遵循可靠性的工作原則，根據(jù)二次繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，促進(jìn)裝置處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，一旦出現(xiàn)故障問題，繼電保護(hù)系統(tǒng)就可以完成保護(hù)工作任務(wù)。

二、變電站二次繼電保護(hù)設(shè)計(jì)方法

（一）二次設(shè)備的選型問題

變電站層即工作站層，由就地監(jiān)控、遠(yuǎn)動(dòng)、計(jì)量、五防、電壓無(wú)功控制及監(jiān)控主機(jī)組成。除電度表、智能低壓配電屏、消防報(bào)警裝置、防盜報(bào)警裝置和直流屏采用485接口外，該層其他設(shè)備通過站內(nèi)以太網(wǎng)連接。

綜合自動(dòng)化系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)。監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)設(shè)A/B雙網(wǎng)，另設(shè)專用錄波C網(wǎng)。站級(jí)層、間隔層均采用雙以太網(wǎng)。二次設(shè)備室至10kV高壓室之間的通信介質(zhì)采用光纖，其余為雙絞線。站控層設(shè)備按全站最終規(guī)模考慮，包括：當(dāng)?shù)乇O(jiān)控主機(jī)/操作員工作站、保護(hù)信息子站、遠(yuǎn)動(dòng)工作站和打印機(jī)等。間隔層設(shè)備按本期規(guī)模設(shè)置，按間隔配置。220kV、110kV測(cè)控與保護(hù)分開，置于二次設(shè)備室，其它智能設(shè)備可通過通信口或智能型設(shè)備接入監(jiān)控系統(tǒng)。

變電站采用衛(wèi)星對(duì)時(shí)同步系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)，由標(biāo)準(zhǔn)同步時(shí)鐘本體和時(shí)間同步信號(hào)擴(kuò)展裝置組成。標(biāo)準(zhǔn)同步時(shí)鐘本體需能接收GPS衛(wèi)星和中國(guó)北斗衛(wèi)星發(fā)送的信息。站內(nèi)需對(duì)時(shí)的設(shè)備采用對(duì)時(shí)方式實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)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(jí)完成的功能不依賴于通訊網(wǎng)，功能劃分如下：

間隔級(jí)：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、繼電保護(hù)、計(jì)量、開關(guān)量處理、執(zhí)行控制命令等。

站級(jí)（后臺(tái)機(jī)）：完成圖形顯示，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)的整理、歸類、存檔、報(bào)表打印，五防邏輯判斷及提示、操作票模擬，人機(jī)對(duì)話、語(yǔ)音告警與調(diào)度通訊、執(zhí)行操作員命令、故障異常提示等。

三、繼電保護(hù)配置與組屏方式

（一）母線保護(hù)與斷路器失靈保護(hù)

在具體的母線保護(hù)與斷路器失靈保護(hù)中，需要下列需求：

（1）對(duì)于基礎(chǔ)配置完全母線保護(hù)，且出現(xiàn)雙套失靈的情況，具體的二次保護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)雙套失靈情況的保護(hù)功能。

（2）按照（1）的要求完成對(duì)雙套保護(hù)設(shè)置完成后，需要對(duì)其進(jìn)行保護(hù)進(jìn)行調(diào)整，主要選擇“1to1”的啟動(dòng)模式，完成對(duì)失靈的保護(hù)。

（3）主變單元中，母線保護(hù)完成對(duì)變壓器故障和系統(tǒng)母線故障導(dǎo)致的斷路器失靈的情況，展開保護(hù)，并完成延時(shí)和識(shí)別。

（二）線路的倒合閘

結(jié)合二次典型設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)定，合理對(duì)二次母線進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中針對(duì)雙母線接線方式部分，具體的二次設(shè)計(jì)，需要兩套線路保護(hù)具備重合閘的能力，并由第散調(diào)回路與重合閘相連接，從而有效的完成對(duì)第三跳。而具備重合閘的兩套線路保護(hù)則不與三跳相關(guān)。

（三）保護(hù)和故障錄波信息管理子站系統(tǒng)

具體的二次設(shè)計(jì)中可以結(jié)合相關(guān)系統(tǒng)，完成保護(hù)。且主要采用嵌入式裝置話設(shè)備系統(tǒng)，這類系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性和保護(hù)水平，有效完成對(duì)故障的分析和識(shí)別，且配合調(diào)度工作，能夠進(jìn)一步提高二次保護(hù)的效果。

（四）電壓切換箱接線

需要對(duì)其接觸不良的情況進(jìn)行避免，并避免施工因素對(duì)電壓切換箱造成不利影響。具體的二次設(shè)計(jì)時(shí)，在原有的雙重保護(hù)基礎(chǔ)上，將保護(hù)方式設(shè)置為單輸入方式，這也就可以有效的實(shí)現(xiàn)單一線路故障切換的效果，保障變電站的穩(wěn)定運(yùn)行。

四、變電站二次繼電保護(hù)設(shè)計(jì)注意問題分析

在具體的變電站二次繼電保護(hù)設(shè)計(jì)中，一些注意問題需要得到解讀和分析，進(jìn)而有效的保障變電站二次繼電保護(hù)設(shè)計(jì)的效果。

統(tǒng)一的設(shè)備規(guī)約和通訊協(xié)議，這一問題是影響二次繼電保護(hù)設(shè)計(jì)中，相關(guān)繼電保護(hù)裝置之間信息傳遞有效的重要途徑。通過對(duì)具體的規(guī)約和通訊協(xié)議的設(shè)計(jì)，可以有效避免兼容性問題和數(shù)據(jù)丟失的情況，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量和效率。

一次設(shè)備問題，一次設(shè)備主要是指變電站的基本設(shè)備，為了完成對(duì)二次繼電保護(hù)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，減少保護(hù)誤動(dòng)情況的發(fā)生。需要保障一次設(shè)備盡可能與二次設(shè)備之間配套合理、聯(lián)系緊密。其中，需要合理的對(duì)斷路器展開三相一致保護(hù)，并對(duì)相關(guān)電磁互感器進(jìn)行控制，從而達(dá)到降低成本和提升保護(hù)效果的目的。

變壓器保護(hù)設(shè)置，變壓器作為變電站的重要設(shè)備之一，需要按相關(guān)保護(hù)規(guī)定，合理的對(duì)差動(dòng)保護(hù)、瓦斯保護(hù)等進(jìn)行應(yīng)用，并綜合的對(duì)其他保護(hù)進(jìn)行應(yīng)用，從而完成對(duì)變壓器的保護(hù)。

結(jié)束語(yǔ)

總之，在對(duì)繼電保護(hù)裝置和組屏方式的設(shè)計(jì)方面需要在實(shí)際情況的基礎(chǔ)上對(duì)二次設(shè)計(jì)進(jìn)行全面的設(shè)計(jì)，在適當(dāng)?shù)那闆r下保證其每個(gè)地區(qū)當(dāng)中的設(shè)計(jì)可以符合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況。在運(yùn)行的過程當(dāng)中，需要保證其電力招標(biāo)采購(gòu)階段、設(shè)計(jì)階段以及其后期的風(fēng)險(xiǎn)問題處理。在對(duì)其電網(wǎng)的繼電保護(hù)做出標(biāo)準(zhǔn)制定的時(shí)候，需要對(duì)整體的變電站情況做出分析和研究，在整體運(yùn)行的情況下，需要對(duì)二次繼電設(shè)備的選型方面做出研究，最終發(fā)揮其變電站系統(tǒng)的保護(hù)作用。

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