繼電保護(hù)技術(shù)在變電站二次典型設(shè)計(jì)分析

廖建波

湖北工業(yè)大學(xué)，湖北武漢 430068

隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，全國(guó)的用電量的不斷的增加，原有的電力設(shè)備因?yàn)橥度脒\(yùn)行的時(shí)間過(guò)于長(zhǎng)久，嚴(yán)重的陳舊老化已經(jīng)不能滿足日益增加的用電量。供電故障的增加和供電的不穩(wěn)定性等問(wèn)題急待改善。全國(guó)各地電網(wǎng)開(kāi)始進(jìn)行二次繼電保護(hù)系統(tǒng)的改造，旨在提高電網(wǎng)設(shè)備的穩(wěn)定的安全的運(yùn)行，提高供電的可靠性。

1 各地區(qū)變電站原有繼電保護(hù)技術(shù)的狀況和差異

全國(guó)各省電網(wǎng)間變電站繼電保護(hù)的技術(shù)水平要求、配置原則、組屏方案等各個(gè)方面都具有很大的不同。這種差異性主要因?yàn)槿珖?guó)各個(gè)地區(qū)的運(yùn)行方式和調(diào)度要求不同而產(chǎn)生。這些差異不僅給繼電保護(hù)的運(yùn)行帶來(lái)不便，而且對(duì)整個(gè)國(guó)家電網(wǎng)的管理和維護(hù)都帶來(lái)了較大的問(wèn)題。這種差異性具體表現(xiàn)在以下方面。

1.1 保護(hù)的配置和組屏的差異

在主變壓器保護(hù)配置上，保護(hù)屏的配置數(shù)量就有較大差異。華東地區(qū)電網(wǎng)配置兩面保護(hù)屏，而東北和華中電網(wǎng)配置三面，華北地區(qū)大多要配置四面保護(hù)屏。每面保護(hù)屏的電氣量保護(hù)和操作箱的配置也有差異。在220kV線路保護(hù)上，東北和華東華北電網(wǎng)主要采用每回220kV線路保護(hù)運(yùn)用一面操作屏和兩面保護(hù)屏。但華中和東北電網(wǎng)中的少數(shù)每回220kV線路保護(hù)運(yùn)用兩面屏。東北電網(wǎng)直接將失靈啟動(dòng)裝置和分相操作箱以及電壓切換箱配置于一面保護(hù)屏，而川渝電網(wǎng)卻將其分配于兩面保護(hù)屏。對(duì)220kV母線和斷路器失靈保護(hù)上，母線保護(hù)大多配置兩套。東北華中電網(wǎng)在斷路器失靈保護(hù)上多獨(dú)立的組屏保護(hù)，而其它地區(qū)基本不單獨(dú)配置失靈保護(hù)。

1.2 操作箱和重合閘配置的差異

東北和華中電網(wǎng)，在220kV線路每條操作箱一般只配置一套。大多在獨(dú)立的操作屏內(nèi)布置，川渝和華中個(gè)別地區(qū)在一套線路保護(hù)屏上布置。在500kV的斷路器接線配置上，華東地區(qū)與其它地區(qū)不同，操作箱不予配置。其它地區(qū)如華中、東北地區(qū)操作箱配置一套，直接布置于保護(hù)屏內(nèi)。重合閘在220kV雙母線接線上多在線路保護(hù)中配置。東北電網(wǎng)的重合閘的配置在兩套線路保護(hù)中均有配置，但在實(shí)際運(yùn)行中一般只啟用一套。

1.3 故障錄波器和故障保護(hù)配置的差異

東北和華中地區(qū)電網(wǎng)故障錄波器的配置大多每?jī)膳_(tái)主變壓器配置1套。華東地區(qū)電網(wǎng)的母線故障錄波器是單獨(dú)配置的。在發(fā)生故障的電網(wǎng)保護(hù)上，一般由斷路器機(jī)構(gòu)箱來(lái)實(shí)行防跳、壓力閉鎖等保護(hù)，只有華中電網(wǎng)在機(jī)構(gòu)箱和操作箱來(lái)合作進(jìn)行保護(hù)。

2 二次繼電保護(hù)配置和組屏原則的分析和解釋

2.1 220kV母線和斷路器失靈的保護(hù)設(shè)計(jì)要求

總結(jié)以往的工作經(jīng)驗(yàn)，從失靈保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)失靈電流的判別，對(duì)提高其保護(hù)的可靠性和穩(wěn)定性具有很大的作用。在二次繼電保護(hù)的典型設(shè)計(jì)上，對(duì)220kV雙母線進(jìn)行雙重化配置，一套線路啟用一套失靈保護(hù)。將獨(dú)立的失靈啟動(dòng)裝置取消，由母線的保護(hù)來(lái)實(shí)行電流判別。在主變壓器的保護(hù)上，都由母線保護(hù)來(lái)實(shí)行電流判別。

2.2 500kV主變壓器和母線的保護(hù)設(shè)計(jì)要求

二次典型設(shè)計(jì)采取防誤方法，針對(duì)變壓器失靈保護(hù)啟用后斷路器同時(shí)跳閘的弊端，采用增加動(dòng)作接點(diǎn)，應(yīng)用靈敏度高的電子元器件，延時(shí)斷路器跳閘。同時(shí)為提高直跳回路的準(zhǔn)確性及可靠性，預(yù)防直跳類保護(hù)誤操作的發(fā)生，減少外掛繼電器拒動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)，二次典型設(shè)計(jì)要求斷路器經(jīng)母線保護(hù)跳閘時(shí)，增加固定延時(shí)，并配置不用整定靈敏度高的電子元器件。

2.3 短引線保護(hù)和重合閘三跳保護(hù)設(shè)計(jì)要求

二次典型設(shè)計(jì)要求在500kV的線路漲，雙套短引線保護(hù)在出線具有隔離開(kāi)關(guān)的情況下按串組屏，取消在斷路器保護(hù)屏中的配置。同時(shí)要求用斷路器來(lái)保護(hù)重合閘故障中的三跳，沒(méi)有外回路的接線。在220kV的接線中，設(shè)計(jì)要求重合閘自動(dòng)線路保護(hù)功能，不另行配置。

2.4 電壓切換箱以及操作箱的接線設(shè)計(jì)要求

在電壓切換箱的接線設(shè)計(jì)上，二次典型設(shè)計(jì)要求在原有雙重配置的基礎(chǔ)上，采用單位置輸入方法，以保證切換回路異常時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)快速退出一套。在操作箱的要求上將其中的操作電源切換回路取消，斷路器的本身的防跳功能優(yōu)先采用，在箱內(nèi)增加兩套繼電器。

3 二次典型設(shè)計(jì)在具體實(shí)施時(shí)應(yīng)予以注意的問(wèn)題

3.1 各個(gè)配置原則和組屏方案的靈活運(yùn)用

阻抗保護(hù)雖然在實(shí)際運(yùn)用中有很多弊端，但是阻抗保護(hù)如果被取消，需要大大的調(diào)整現(xiàn)有的定值系統(tǒng)。所以，對(duì)于配置較高，具有偏移特點(diǎn)的阻抗保護(hù)二次典型設(shè)計(jì)仍然給予了保留。用戶在具體的實(shí)施過(guò)程中，要根據(jù)實(shí)際運(yùn)行狀況和自身需要來(lái)進(jìn)行調(diào)整，適當(dāng)進(jìn)行投入和取消。操作箱內(nèi)的出口繼電器對(duì)所有保護(hù)的跳閘啟用具有重要作用，但是此項(xiàng)配置的應(yīng)用也比較復(fù)雜，檢修和維護(hù)都不方便。二次典型設(shè)計(jì)配置原則要求配置分相的操作箱。分相的操作箱在每條線路配置一條，但是在實(shí)際運(yùn)用中，也要根據(jù)線路的具體要求適當(dāng)進(jìn)行雙操作箱的操作。具體操作要根據(jù)實(shí)際情況而定的，要給予靈活的運(yùn)用。保證其繼電保護(hù)的安全性和穩(wěn)定性。

3.2 注意與相關(guān)專業(yè)單位的協(xié)調(diào)合作

在與相關(guān)專業(yè)的合作上，尤其是通信專業(yè)，在二次典型設(shè)計(jì)上要求合作統(tǒng)一。短線路的光纜架設(shè)上優(yōu)先考慮雙光纜，以直接在通信線架上引接保護(hù)光纖為宜。保護(hù)信息在每套光通信設(shè)備的傳送數(shù)量也要加以考慮，不能超負(fù)荷傳送。保護(hù)回路采用的光纜應(yīng)考慮220kV以上電壓等級(jí)等等。與通信專業(yè)的相互協(xié)調(diào)配合，采取最優(yōu)配置，保證繼電保護(hù)二次典型設(shè)計(jì)上的完善和高效。

繼電保護(hù)的二次典型設(shè)計(jì)要以具有可靠性，高效行和可行性為前提，對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化的配置和設(shè)計(jì)。在電網(wǎng)改造的實(shí)施過(guò)程中，以繼電保護(hù)技術(shù)的二次典型設(shè)計(jì)為基本原則，適當(dāng)?shù)母鶕?jù)各個(gè)地區(qū)的實(shí)際情況和配置習(xí)慣進(jìn)行調(diào)整。在施工中對(duì)工作人員的技術(shù)水平和工程質(zhì)量要求要嚴(yán)格把關(guān)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)快速的解決，以使設(shè)計(jì)更加的完善，施工得以順利進(jìn)行?？傊?，要以國(guó)家的電網(wǎng)能夠更加安全、更加可靠、更好的為人民服務(wù)為總的原則，將國(guó)家電網(wǎng)的改造順利的、高標(biāo)準(zhǔn)的完成，推動(dòng)國(guó)家電網(wǎng)事業(yè)的發(fā)展。

[1]國(guó)家電網(wǎng)公司輸變電工程典型設(shè)計(jì)：500kV變電站二次部分，2007.

[2]Q/GDW 175-2008.變壓器、高壓并聯(lián)電抗器和母線保護(hù)及輔助裝置標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)規(guī)范.

[3]孫成寶.繼電保護(hù).中國(guó)電力出版社，2005.