GIS綜合自動化變電站的繼電保護對策分析

吳懿雯，張鑫

1.國網江西省電力公司，江西南昌 330000

2.國網江西省電力公司南昌供電分公司，江西南昌 330000

GIS 綜合自動化變電站具有占地面積小、容錯率低、可靠性強等優勢，一套GIS 設備中，電流互感器、電壓互感器、斷路器、母線、接地刀閘、開關等等都包含在設備的主變器中，所以在使用上非常簡便。在GIS 綜合自動化變電站施工中，GIS 設備要比其他設備要求更高，特別是對變電站的繼電保護有更高的要求，如果設備中發生故障，就會對整個變電站運行造成影響。對GIS 綜合自動化變電站繼電保護分析，對變電站自動化建設具有十分重要的作用。

1 GIS 設備主線的選擇

GIS 設備主線的選擇時整個GIS 綜合自動化變電站施工的關鍵環節，關系著GIS 設備功能的實現，降低設備的故障發生率。所以在設備主線選擇上，必須堅持可靠性、靈活性，并綜合考慮其經濟效益。如果GIS 設備發生故障，就會造成變電站大面積停電，并且在故障檢修中，只有將變電站氣室中SF6 氣體及時抽出，這樣才能保證設備不會被破壞。下面以110 千伏以及220 千伏GIS 綜合自動化變電站為例，分析其主線的選擇：一般采用單母線分段以及雙母線分段的方式，這樣能夠避免由于局部故障而造成的大范圍故障。雙母線分段接線方式主要用于六回以上的饋線變電站中，而單母線分段接線方式用于四回以上的饋線變電站匯總。利用這兩種接線方式，不僅在操作上十分簡單，并且具有靈活、經濟的優點，同時采用雙母線分段接線，還能夠對母線進行輪流的檢修。對于一般的GIS 綜合自動化變電站，可以采用變壓組器，部分采用單母線分段接線。這樣就能保證在變電站運行過程中，其中一條線路出現故障，另一條線路依然能夠保持正常狀態。

2 自動變電站GIS 電流電壓互感器繼電保護

繼電保護在GIS 綜合自動化變電站運行中具有十分重要的作用，但繼電保護計算以及管理具有很明顯的不確定性。造成不確定的原因主要包括以下幾個方面：1）繼電保護設備參數、配制等相關數據存在不確定性。不同的繼電保護裝置，其配制定值也不會相同，隨著我國科學技術的發展，不斷涌現出新的繼電保護裝置，新的保護裝置定值也不能預見，這就更加加強了數據的不確定性以及多樣性；2）在繼電保護裝置定值計算方面，對定值計算造成影響的因素很多，包括相關人員的拿捏尺度、經驗、測量計算的方法、電網構造等，這就導致繼電保護定值計算存在嚴重的不確定性。

在GIS 綜合自動化變電站施工中，繼電保護中的電流互感器以及電壓互感器對電力系統具有很重要的作用，是變電站建設中模擬量的重要紐帶。如果變電站繼電保護運行中，電流互感器處于短路的工作狀態，互感器副邊繞組就會處于開路狀態，原邊電流就會向著勵磁電流轉變，這樣就很容易擊穿副邊絕緣，對設備以及人員的安全造成威脅。電壓互感器能夠將側高壓轉變為二次側高壓，為繼電保護裝置二次使用提供方便。

加強GIS 自動化變電站電流互感器、電壓互感器施工，需要從施工前、施工中以及施工后三個方面進行。在施工前，施工方需要獲得相關部門的審批，并將施工圖紙、設備、人員等準備完善，并做好相關的技術交底、安全交底，為繼電保護施工提供方便。另外，施工前，還需要做好設備的檢查與調試工作，認真的審核施工圖紙。在施工過程中，利用伏安特性試驗，對電流互感器進行檢查，如果發現故障需要及時的進行處理。同時對電纜還需要進行變比極性試驗，并完成電纜的安全敷設。在施工后，還應該對二次回路進行仔細的檢查，保證電流互感器二次回路閉合，同時進行導通測量，如果導通不通，則說明電流互感器二次回路正確。

3 GIS 綜合自動化變電站控制回路分析

GIS 綜合自動化變電站設備的運行主要由控制回路決定，其中斷路器控制回路是整個變電站中最為重要的控制回路。與常規變電站電路器控制回路相比，GIS 綜合自動化變電站斷路器控制回路和其基本相同，操作箱都位于保護測控屏中。GIS變電站斷路器控制回路的模式具有很多，包括控制屏直接操作、調度遠程操作、本站遠方操作、匯控柜直接操作。其中匯控柜直接操作就是在控制回路的末端實施控制。這四種方式下控制回路也不相同，但調度遠程操作與本站后臺遠方操作能走同一個回路。

如果繼電保護合閘處發生故障，斷路器會出現跳躍現象，繼電保護動作就會自動將斷路器斷開，如果人為的將斷路器閉合，那么保護動作會自動將其斷開。這就需要使其保持閉鎖狀態，將防跳繼電器節點動作合上，當繼電器獲得電量后，將合閘回路中的防跳節點斷開，這樣斷路器就會保持斷開狀態，從而實現繼電保護作用。

當電壓互感器二次回路中阻抗超過一定的范圍時，回路電壓值在繼電保護裝置端的值就會變小，當電壓值不能滿足繼電保護裝置需要時，就會造成中性線電壓出現偏移現象，同時破壞了三相電壓的平衡，使三相中產生了零序電壓。這些不正常變化，都會引起繼電保護裝置進行錯誤的判斷，甚至造成PT斷線，繼電保護不能正常的工作，降低了電網運行的安全性能。另外，由于二次回路中的阻抗過大，計量、測量等二次設備的準確性也會受到一定程度的影響，這些問題都關系著電網安全穩定運行，所以必須采取有效的措施進行解決，在變電站施工中需要加以重視。

4 結論

隨著我國科學技術水平的提升，GIS 綜合自動化變電站將會成為電力系統建設的關鍵。本文從GIS 設備主線選擇分析開始，繼而對電流、電壓互感器繼電保護進行分析，并探討變電站繼電保護控制回路。雖然目前GIS 綜合自動化變電站具有較強的可靠性，但變電站繼電保護卻值得不斷的深入研究，相信隨著我國科技進一步發展，GIS 綜合自動化技術會不斷的發展，并積累更多的經驗，為我國電力事業的發展做出更大的貢獻。

[1]劉暢.GIS綜合自動化變電站的繼電保護分析[J].工程科技，2013，31(5):147-148.

[2]梁辛征.GIS綜合自動化變電站繼電保護施工指導與研究[J].2010，21(7):28-29.

[3]吳立志.電壓互感器二次回路故障對幾點保護的影響研究[J].電氣工程與自動化，2011，24(5):201-202.