淺析330kV變電站電力系統(tǒng)繼電保護干擾因素

劉雨洋++柳陽一

摘 要：當(dāng)前，我國330kV變電站已經(jīng)有多起變電站停止以及繼電保護系統(tǒng)損壞的故障情況發(fā)生。文章簡要的分析了繼電保護干擾的誘發(fā)因素，同時提出了幾點保證繼電保護裝置正常運行的建議。

關(guān)鍵詞：330kV變電站；電力系統(tǒng)；繼電保護；干擾因素

中圖分類號：TM774 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）29-0076-02

330kV變電站是主要網(wǎng)架的高壓電站，在我國的電力系統(tǒng)發(fā)展中占據(jù)著重要地位。如果變電站出現(xiàn)故障問題，將會產(chǎn)生不可估量的嚴(yán)重后果。因此，必須加強對變電站內(nèi)的電力系統(tǒng)繼電保護系統(tǒng)建設(shè)。但是，我們知道，繼電保護系統(tǒng)在使用過程中，有大量的干擾因素，如果稍有不慎，就會導(dǎo)致電力系統(tǒng)的罷工。為確保繼電保護系統(tǒng)的正常運行，變電站工作人員應(yīng)定期地對繼電保護裝置進行全方位巡查，以確保系統(tǒng)裝置的每一個元件和運作狀態(tài)良好。同時，對巡查數(shù)據(jù)及繼電保護系統(tǒng)的干擾因素應(yīng)當(dāng)進行詳細的分析處理，最終得出相應(yīng)的解決措施，為330kV變電站的電力保護系統(tǒng)保駕護航。

1 330kV繼電保護配置方案

1.1 330kV側(cè)繼電保護

330kV側(cè)繼電保護包含線路保護、母線保護和斷路器輔助保護三個部分。

1.1.1 線路保護

超高壓輸電線路在線路保護配置方面，大多數(shù)情況下有兩套完整的配置方案，即主保護和后備保護。330kV的線路就設(shè)置的是全線速支主保護和線路后備保護兩種保護方案雙重保護。一旦主保護發(fā)生故障，后備保護就會立即工作，第一時間將故障線路切斷，避免因故障引起更大的損失。330kV高壓線路所配置的雙重保障系統(tǒng)，在功能方面實現(xiàn)了繼電保護裝置的一體化，而且也對電力系統(tǒng)的保護增加了雙重保險，更加安全。

同時，330kV線路主保護還設(shè)置有縱聯(lián)方向保護、縱聯(lián)距離保護和電流差動保護。一般情況下，電流差動保護因其具備良好的性能優(yōu)勢，常應(yīng)用于超高壓的長、短線路中，效果顯著。電流差動保護能夠?qū)崿F(xiàn)短時間內(nèi)迅速分相跳閘的功能，同時還具備較強的抗負荷電流能力，最主要的是在通道內(nèi)的電流差動保護也不會受到影響。縱聯(lián)方向（距離）保護有閉鎖式保護和允許式保護兩種方式。當(dāng)系統(tǒng)不使用復(fù)用光纖通道時，即便是通道受阻，閉鎖式保護仍然能夠工作，具備應(yīng)用上的優(yōu)勢。然而，允許式保護一旦通道被阻，其風(fēng)險性便會急劇增加，這是因為其需要向線路發(fā)送允許的信號。當(dāng)然，如果系統(tǒng)使用光纖通道，就會選擇在技術(shù)上有優(yōu)勢的允許式保護和電流差動保護。

1.1.2 母線保護

330kV變電站的母線通常都采用雙母線接線或者是3/2接線。在配置上，330kV變電站的母線保護也是雙重化進行。相比較來說，母線保護簡單易行，且即便是母線跳閘，也不會影響到整個運行系統(tǒng)，所以在母線保護方面，不用設(shè)置復(fù)壓閉鎖元件。

1.1.3 斷路器輔助保護、短51線保護、遠跳保護、過電壓保護

一般情況下可以把斷路器輔助保護看作是線路的輔助保護，在雙母線的接線方式中，不單設(shè)斷路器輔助保護。需要在其中一套線路保護中設(shè)置重合閘功能，而在母線保護中需要設(shè)置失靈保護集成，三相不一致保護需要使用斷路器本體的功能。如果是3/2的接線方式，斷路器輔助保護需要按照斷路器配置來設(shè)置，失靈保護、重合閘、充電過流和死區(qū)保護等功能都必須集成在斷路器保護裝置當(dāng)中。

1.2 主變保護

330kV變壓器的主、后備保護通常是以雙重化配置為原則的。主保護一般使用具有制動特性的電流差動保護。為了將變壓器勵磁涌流的影響降低甚至消除，我們通常會使用二次諧波制動或者波形間斷角原理來對變壓器進行測試，判斷其是否發(fā)生了勵磁涌流。同時，如果要消除變壓器過勵磁的影響，我們會使用五次諧波電流制動元件來做過勵磁閉鎖元件；使用采用CT回路斷線判別元件，可以在變壓器有故障時決定是否閉鎖主保護，但該元件不會閉鎖差動速斷保護，主要是為了防止變壓器產(chǎn)生嚴(yán)重故障，電流波形一旦發(fā)生畸變，勵磁涌流判別元件會將其誤判斷為勵磁涌流，從而導(dǎo)致差動保護拒動，最終對變壓器造成嚴(yán)重損壞。變壓器的后備保護包含復(fù)壓閉鎖方向過電流保護、零序方向過電流保護、阻抗保護、公共繞組零序電流保護和過負荷保護等方式，均可以作為母線故障、主變繞組故障和線路故障的后備保護。一般情況下，變壓器運行時，低壓側(cè)母線是不配置母線保護的，所以即便變壓器配備的有后備保護，在實際工作中對低壓側(cè)母線的故障靈敏度不夠，就無法保證及時動作。像這樣的狀況，我們就要在復(fù)壓閉鎖裝置的過電流保護中對保護裝置對故障的靈敏度進行調(diào)整，提高低壓側(cè)故障的檢測率。低壓復(fù)壓閉鎖電流保護的主要目的，是確保低壓側(cè)在發(fā)生故障的時候能夠第一時間將其切斷，避免發(fā)生更重大的故障損失，因此在沒有特殊情況的條件下，是不能退出運行低壓復(fù)壓閉鎖電流保護的。如果有特殊情況，一定要退出運行，就必須把后備的保護工作都安排好，要確保能夠在發(fā)生故障時第一時間切斷故障，一面影響影響系統(tǒng)的正常運行。

2 繼電保護干擾因素

由于330kV變電站具有高強度電磁場，所以特別容易對繼電保護裝置造成干擾；同時，繼電保護裝置本身又是電磁型的裝置，所以在電磁干擾方面受到了自身和變電站整體環(huán)境的雙重影響，可以說影響繼電保護的干擾因素非常多且非常嚴(yán)重。其中，干擾最具有代表性的因素有高頻、直流電源、輻射、雷擊等等。

2.1 高頻對繼電保護裝置的干擾

由于變電站本身所具備的高電流高電壓特點，所以在工作中特別容易產(chǎn)生高頻電流。例如，變電站中的一次設(shè)備將開關(guān)隔離后，母線充電導(dǎo)致強電磁干擾情況出現(xiàn)，隨之而來的是過高電壓的產(chǎn)生和高頻電流的產(chǎn)生。而如果隔離開關(guān)在二次設(shè)備中擁有足夠大的電場和磁場時，那么二次設(shè)備就會因為超過裝置所允許的電場和磁場范圍而產(chǎn)生高頻電流，干擾繼電保護裝置，削弱半導(dǎo)體元件和其他的繼電保護裝置穩(wěn)定性，甚至可能會導(dǎo)致整個的繼電系統(tǒng)出現(xiàn)癱瘓故障。endprint

2.2 直流電源對繼電保護裝置的干擾

如果變電站的接地出現(xiàn)故障，那么接地故障電流就會形成地網(wǎng)并且與打底連接起來。但是由于接地電阻并沒有發(fā)生變化，所以變電站的地網(wǎng)電位就會相應(yīng)的不斷上升，最終可能會超出大地電位。而地網(wǎng)電位是通過接地電阻和接地電流共同控制形成的，所以一旦直流電源出現(xiàn)故障，那么電源一定會短路，就會導(dǎo)致抗干擾電容直接干擾到直流的恢復(fù)。如果這個時間段較長，就會破壞繼電保護裝置中的元器件，直接對繼電系統(tǒng)的電位差值和保護系統(tǒng)產(chǎn)生影響和破壞。

2.3 輻射對繼電保護裝置的干擾

高頻和直流電源兩項干擾因素是由于繼電保護系統(tǒng)內(nèi)部環(huán)境產(chǎn)生問題后所形成的干擾，而輻射就是330kV變電站的整體環(huán)境所產(chǎn)生的影響。特別是近年來通信工程的發(fā)展極為迅速，手機、電腦、對講機等電子產(chǎn)品的使用，大大加劇了輻射力度。變電站內(nèi)部的工作人員以及變電站附近的生活區(qū)，所使用的電子產(chǎn)品全部都具有一定的電磁和電場，這些電磁和電場會形成假信號源，這些假信號源在整個的回路以及保護系統(tǒng)中產(chǎn)生強烈的干擾，導(dǎo)致系統(tǒng)邏輯混亂，繼電保護系統(tǒng)的行為就會在這些錯誤混亂的信息中產(chǎn)生錯誤。千萬不要小看手機的輻射影響，手機的輻射力量是非常強的，所以工作人員應(yīng)當(dāng)時刻注意手機等通訊設(shè)備對繼電保護系統(tǒng)的干擾。

2.4 靜電放電對繼電保護裝置的干擾

我們知道，當(dāng)環(huán)境比較干燥時，就會產(chǎn)生靜電。在變電站的工作人員如果較長時間處于比較干燥的環(huán)境時，身上會有一些高電壓產(chǎn)生。如果工作人員沒有采取措施將身上的電壓清除，那么當(dāng)他進入變電站后，接觸到繼電保護系統(tǒng)的某個電子設(shè)備后，身上的電壓就會對其產(chǎn)生電流，此時如果設(shè)備的接地情況較為嚴(yán)重，那么繼電系統(tǒng)中的某些元件就會被燒壞，從而直接損壞電力系統(tǒng)保護裝置，致使其無法繼續(xù)正常運行。

3 預(yù)防和解決干擾因素的措施

3.1 重視備用電源的建設(shè)與完善

當(dāng)330kV變電站中的變壓器出現(xiàn)故障無法運行時，如果有備用電源自動接入，就能有效的避免繼電保護系統(tǒng)癱瘓。同時，當(dāng)母線路因隔離開關(guān)的作用而產(chǎn)生過壓時，母線和變壓器就基本等同失效，側(cè)繼電保護系統(tǒng)也會癱瘓。如果能夠建立一套更為完善的備用電源系統(tǒng)，就能在一定程度上緩解或避免這些故障的產(chǎn)生，保障繼電保護系統(tǒng)的正常運行。

3.2 加強對二次設(shè)備的監(jiān)控

對二次設(shè)備的實時監(jiān)控是為了能夠在繼電保護系統(tǒng)運行時隨時監(jiān)控當(dāng)前的狀態(tài)，對于故障的出現(xiàn)能夠及時掌控，并作出及時有效的應(yīng)對。特別是在高頻干擾比較嚴(yán)重的二次設(shè)備方面，可以通過操控自動監(jiān)測裝置來對設(shè)備進行故障檢修。

3.3 提高工作人員的專業(yè)素質(zhì)

主要是針對輻射干擾因素，提出對工作人員的專業(yè)素質(zhì)的要求。變電站應(yīng)當(dāng)定期做相關(guān)的培訓(xùn)管理工作，提高工作人員的自我檢查意識，堅決杜絕因為自身的因素而給電力系統(tǒng)帶來負面的影響。

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