水電站二次回路繼電保護的應用研究

王進

（保靖縣水利局 湖南保靖 416500）

1 引言

在水電站的電力系統運行過程中，一次設備與二次設備都對電力系統都發揮著至關重要的作用，二次回路主要是完善對一次回路信號與參數的測量、控制工作，這個工作環節非常重要，因此二次回路繼電保護工作的目的就是要確保電力系統的安全穩定運行，避免各類意外事故的發生。

2 繼電保護原則

在現有準確、可靠的前提下，水電站繼電保護對安全性的要求更為嚴苛，顧及的方面應當更為全面。信號傳輸過程與網絡重要相關，諸如SV網絡、GOOSE網絡等，相互間存在一定獨立性，對相互間不進行干擾。另外，數據控制器端口同樣存在一定獨立性，不同網絡在開展繼電保護過程中，不受其他網絡的影像。倘若接線形式滿足相應規范標準后，可依托裝置電子互感裝置來提升傳輸成效。在應用期間，注重裝置一體化，推進一系列功能諸如保護、控制等的有效整合；應當盡可能選取集成安裝方式開展安裝。

3 水電站相關設備保護

（1）線路保護。對于水電站而言，要將水電站中的繼電保護與水電站二次回路運行情況監測的開展有效結合起來，結合間隔開展單套配置。線路兩間隔之間保護測控裝置，一方面與GOOSE進行連接實現信息交換，一方面與智能終端、合并單元分別對應實現有效連接。位于線路與母線相互間的電子式電壓互感器，在接收到控制指令后，將其經由合并單元，并開展封裝，然后將指令傳輸至SV單元，進一步起到對線路的保護監測的作用。

（2）變壓器保護。水電站智能變壓器保護裝置選取分布式用以過程層的配置，第一步開展差動保護，第二步開展集中式安裝后備保護。水電站智能變壓器保護裝置則與其存在顯著差異，也就是可實現主后備的集成保護，建立起一體化的雙套配置。針對變壓器的保護裝置，經由直接采樣檢測，檢測結果控制兩側斷路器自行跳轉。

（3）母線保護。相較于線路保護，母線保護與其存在一定相似之處，不過在結構層面，母線保護更為簡單。在此期間，母線保護無需發揮數據傳輸接收功能，僅需開展直接采樣、直接跳閘，所以母線保護裝置直接與智能終端、合并單元開展連接。

4 水電站二次回路繼電保護的實踐

4.1 繼電保護的基本原理

繼電保護系統運行的主要目的在于系統故障以后，能夠及時對故障進行診斷分析，并且迅速切斷電源。在工作過程中，如果電力系統產生故障，系統物理量會與正常運行時形成明顯差異，繼電保護系統在故障物理量分析基礎上，完善設備故障診斷分析，準確評價系統故障程度，當發出故障警告以后，迅速對故障進行隔離，限制故障事故的影響范圍，避免故障對電力系統造成更加嚴重的影響。

4.2 繼電保護系統的主要配置

在設計水電站繼電保護系統過程中，要積極結合電力系統運行模式，配合保護裝置展開安裝作業，在安裝繼電保護系統時，要積極注意以下問題。

（1）利用電流互感器與電壓互感器進行測量作業時，要對二次側最小值展開分析，避免產生保護死區，排除互感器本身故障。

（2）要充分對可能故障展開預測分析，避免在復雜故障中產生誤差，還要對電力系統進行分析，防止電力系統的運行方式變更對繼電保護造成影響。

（3）在電力系統運行過程中，要將主保護與后備保護有機結合。保護設備的操作電源通常采用直流電。

（4）對于不同保護的跳閘回路可以使用不同的跳閘線圈，在選擇配置時，要結合電力系統的實際運行情況展開詳細分析，對電力系統故障進行排查，確保繼電保護系統能夠在不同設備上有效發揮作用。

4.3 繼電保護的整定

在繼電保護系統的整定計算中，需要首先評價電力系統的運行狀態，分別對電力系統的最大運行方式以及最小運行方式的運行狀態進行詳細分析，確定整定數值；保護裝置要求依據整定定值來運行。通過對電力系統的科學分析，定期對整定數值進行核算，調整數值；并且還要對電力系統結構以及線路參數進行綜合性分析，當電流水平發生明顯變化時，要積極采取措施，避免錯誤操作產生。

4.4 繼電保護系統的運行

在繼電保護裝置正式運行之前，要先對系統內的設備與電纜線路進行詳細檢查，仔細排查設備連接故障與螺絲緊固程度，避免螺絲松動與焊接點松動，防治對電力系統的安全穩定運行造成嚴重損失。此外，還需要定期對每套設備的實際運行情況進行仔細評估。利用微機型差動保護模式，當產生差流異常時，及時發出警告；并且對設備展開定期檢查，尋找故障區域，及時采取對應的措施。在設備運行過程中，要積極完善設備的遙控與遙測功能，進而有效確保設備發生故障以后，能夠及時利用遠程操縱的方式停止設備運轉。

4.5 繼電保護裝置設備的檢修

在繼電保護過程中，設備檢修十分重要，繼電保護設備使用過程中需要定期進行檢查，防止設備超齡使用，影響電力系統穩定運行。在設備檢修中能夠及時發現設備局部問題，方便及時制定解決措施，確保繼電保護設備安全穩定運行，避免誤動、拒動情況發生。積極對繼電保護裝置進行檢修，尤其是線路快速保護、母差保護以及斷路器保護，這些都有著十分重要的意義。

4.6 繼電保護系統的接地

在繼電保護系統運行之前，要求提前檢查接地情況，確保保護系統的電纜線路良好接地，并且與接地網緊密連接。要對不同電力設備類型進行詳細分析，根據規定將設備連在等電位接地網上。在啟動二次回路過程中，要重點考慮線路接地問題，并且要定期檢查接地點，確保可靠接地。

4.7 繼電保護的抗干擾措施

二次回路繼電保護設備通常都是以弱電設備為主要組成部分，但是這些設備在電力系統中非常容易受到外界環境的干擾，進而影響其設備性能穩定性。因此，要積極完善繼電保護防干擾措施，有效提高繼電保護設備的抗干擾能力。①要積極確保繼電保護工作中的各個電力設備始終位于同一電位面之上，在接地主網上實現統一連接，并且可以避免電位差干擾，有效屏蔽電位差。②在開關站與控制室之中，要對高頻電纜接地。然后，在微機型繼電保護二次回路之中，采用的電纜要發揮出一定的屏蔽效果，但是前提是電纜兩端要求接地。③要合理采用電流互感器，有效避免傳統互感器發生誤動情況。

5 結語

在水電站的電力系統運行過程中，二次回路不僅能夠促進繼電保護工作的順利進行，還能在實踐中收獲更多資源，實現資源優化配置，促進繼電保護工作監測與控制的目的。隨著各類先進技術設備在電力系統中的廣泛應用，常規二次回路已經逐漸被繼電保護裝置所取代，因此，繼電保護裝置的作用至關重要。

[1]王濤，黃娜，姜勝.關于繼電保護相關二次回路的在線狀態檢測技術的研究[J].科技展望，2016，26（9）：43～44.

[2]楊柳標.關于繼電保護二次回路調試的相關探討[J].科技創新與應用，2017（13）：185.

[3]王志揚.淺談變電站繼電保護二次回路設計方法及問題[J].建材與裝飾，2017（51）：34～35.