高壓變電站繼電保護部分存在的問題與改進方法研究

摘 要：高壓變電站繼電保護部分是高壓變電站內部保護系統的重要組成，是保護高壓變電站正常運行的重要裝置，解決高壓變電站繼電保護部分存在的問題對于維護高壓變電站的正常運行意義非凡。文章對高壓變電站繼電保護部分存在的問題與改進方法進行了系統的分析與研究，為高壓變電站維護人員提供了參考。

關鍵詞：高壓變電站；繼電保護；問題；改進方法

在運行過程中，由于高壓變電站運行系統以及運行環境相對復雜，常常引發繼電保護部分誤動或者在高壓變電站發生故障時不發生反應或者延遲反應，從而造成高壓變電站故障或者發生嚴重的電力事故。在這種情況下，認真分析高壓變電站繼電保護部分存在的問題，并針對存在的問題制定行之有效的改進方法，對于避免重大電力事故的發生，維護高壓變電站的穩定安全運行無疑就具有了十分重要的現實意義。

1 直流電源存在的問題與改進方法

1.1 直流電源存在的問題

直流電源是高壓變電站繼電保護部分的電能供應部分，直流電源是否能夠正常供電是繼電保護部分能否正常工作的關鍵。通常情況下，直流電源必須進行現場測試合格后才能進入現場，如果測試不合格則不能進入現場。但是，在運行過程中，如果直流電源的波紋系數相對較大，或者發生突然沖擊直流電源，極有可能導致直流電源異常，或者使繼電保護裝置出現誤動作。

1.2 直流電源存在問題的改進方法

1.2.1 嚴格進行直流電源的針對性試驗。在實驗過程中，首先要進行嚴格的漸變試驗以及瞬變試驗，對直流電源進行突然投入或者斷開，在突然投入或者斷開的狀態下，認真檢查繼電保護部分是否發生異常動作。漸變試驗以及瞬變試驗完成后，還要對直流電源進行漸降試驗以及漸升試驗，重點檢查在直流系統遠端發生短路故障情況下繼電保護部分的運行狀況。

1.2.2 加強對直流電源的針對性監視。當前應用的繼電保護裝置，如三側后備保護、主變主保護等都對直流消失進行提示，三側操作箱也會對控制回路斷路進行提示，在普通的變電站中都能完成對直流電源的監視工作。但是，在綜合性越來越強的現代化變電站中，直流電源自動開關跳開以及通信網絡發生故障，都會提示通信中斷，這樣就為工作人員排除故障增加了麻煩。為此，可以將屏后直流自動開關進行更換，如果高壓側的后備保護開關斷路，此時可以使用輔助觸點對中壓側、低壓側進行后備保護，或者對單個單元進行斷控，并且在后臺上進行重新定義。這樣就避免了操作人員難以掌握故障發生情況的狀況，便于針對故障進行排除，達到快速處理的目的。

1.2.3 加強對主變保護本體保護箱的監視。在工作過程中，我們常常會發現部分主變保護本體保護箱不存在監控直流消失的功能，在這種狀態下，假如本體保護部分直流斷路，那么本體保護必將拒動，這樣就會造成非常嚴重的故障。在這種情況下，一方面可以采取直流自動開關（帶輔助觸點）發遙信，一方面可以采取裝置中的備用繼電器，并將其線圈兩端分別接在正負電源之上，當電源正常工作狀態下，能夠正常勵磁，當電源消失時，觸電就會閉合發出遙信。如果只存在動斷觸點，此時只需在后臺監控機進行觸點反定義就可以解決問題。

2 控制回路監視存在的問題與改進方法

2.1 控制回路監視存在的問題

通常情況下，控制回路常常被設計成圖1這種線路形式，主要是為了避免降低開關壓力，或者由于SF6密度降低而發生閉鎖，此時串聯在合閘、跳閘回路中間的閉鎖開關就會斷開，紅色信號燈與綠色信號燈均熄滅，開關的位置便難以準確得到反映。這種線路構造主要是沒有考慮到線路中紅綠信號燈對回路所起到的監視作用。通常情況下，串聯TWJ、HWJ動斷觸點能夠控制回路斷線，通過TWJ、HWJ能夠對合閘、跳閘回路進行監控，以確保其可靠。如果按照圖1所示的控制回路安裝設備，那么無論是合閘回路還是跳閘回路，均會失去監視，從而對高壓變電站的設備安全穩定運行造成直接威脅。

2.2 控制回路監視存在問題的改進方法

將紅綠監視信號燈和一對DL輔助觸點直接相接，確保能夠及時對開關位置進行監控，TWJ、HWJ則按照常規線路進行連接，TWJ、HWJ動斷觸點實現控制回路斷線，這樣一方面實現了監控控制回路，又顯示了開關的準確位置。

3 母線電壓存在的問題與改進方法

3.1 母線電壓存在的問題

在高壓變電站正常運行的狀況下，母線電壓對于繼電保護部分具有十分重要的作用，當母線電壓消失時，系統都能夠給出PT斷線的信息。通常零序電流保護通常為無方向的，PT斷線信息能不能正常發出，關鍵在于在進行檢驗過程中，既要對端子排位置的電壓斷線進行模擬，還要對PT端子箱位置的PT斷線進行模擬，尤其是單相斷線。主要原因是如果PT箱子端位置一相電壓斷路，其他回路的耦合也會造成斷線相電壓不等于“0”的現象。

為了保證高壓變電站運行的可靠性，相當多的變電站都選擇使用備用電源自投設備，備用電源自投設備的啟動條件為檢驗無壓狀態，PT斷線閉鎖的條件為線路中的電流狀態。但是在部分變電站中，負荷是揚水灌溉負荷，既揚水期為滿負荷狀態，非揚水期其負荷就會大幅度降低，甚至降低到使用的符合或者電網損耗的負荷，此時電流閉鎖就無法進行鎖定，PT短線閉鎖就難以發揮正常的作用。此時如果PT斷線，備用電源自投設備就會做出無電壓和無電流的判斷，從而發生誤動作。

3.2 母線電壓存在問題的改進方法

3.2.1 對繼電保護部分進行加電壓檢測，若PT發生斷線，發遙信或者發光字，這樣就可以對該故障進行準確判斷，便于快速進行修復，恢復電壓與電流，從而有效減少幾點保護部分的誤動概率。

3.2.2 時間繼電器使用電壓繼電器啟動，繞過備用電源自投設備復歸時間后的閉鎖備自投，也就是時間繼電器的觸點發給備用電源自投設備閉鎖信息，并給檢修人員發送遙信通知，這樣也能有效防止備用電源自投設備的誤動發生。

3.2.3 由于高壓變電站內PT二次電壓自動開關相位是分開的，通常情況下三相電壓不會同時斷開，此時對PT斷線的依據主要為：母線電壓值大于整定電壓值，母線電壓小于整定電壓值或者母線電壓值小于整定電壓值，母線電壓大于整定電壓值。滿足上述判斷依據后發出PT斷線的信息，并且閉鎖備用電源自投設備。

總之，作為重要的能源供應系統，高壓變電站在國民生產中所占的位置越來越重要，這就需要繼電保護部分能夠正常發揮其保護作用，避免因電力系統故障造成重大的經濟損失，為此，作為高壓變電站檢查維護人員，一定要認真進行排查，及時發現繼電保護部分存在的隱患并排除，從而維護高壓變電站的正常運行，為電力系統的穩定運行提供保證。

參考文獻

[1]胡義生.變電站繼電保護安全風險分析和改進措施[D].杭州：浙江大學，2011.

作者簡介：張晶晶，女，漢，河北獻縣，本科，助理工程師，國網河北獻縣供電公司，研究方向：二次系統及繼電保護。