分析110kV變電站繼電保護技術改造

陳威余

（廣東電網有限責任公司茂名化州供電局，廣東茂名，525100）

0 引言

在國民經濟飛速發展的今天，電力系統的發展也步入了快車道，以信息化、智能化為特點的新技術的應用，大大提升了電力系統繼電保護的安全性和可靠性。因此，以計算機系統控制為核心的現代變電站繼電保護技術，成為了我國電力系統發展的重要契機，利用新型計算機控制系統對110kV變電站進行繼電保護技術改造，滿足了操作運行的穩定可靠，保障了供電網絡的安全高效。

1 傳統110kV繼電保護系統的現狀

1.1 傳統110kV繼電保護系統的技術特性

由ZLF-31X零序電流方向保護裝置、ZJL-31X距離保護裝置、ZSC-31X三相重合閘操作箱、ZYQ-31X電壓切換箱四部分組成的繼電保護四統一型裝置是傳統110kV變電站繼電保護系統進出線側通常使用的設備，以復合電壓過電流保護、縱差保護、過負荷保護、零序電流保護為分屏的主變壓器保護使用PK-21保護屏。其中，能夠快速切除大電流接地故障的ZLF-31X完成了三、四段式零序電流的方向保護；而由六個方向阻抗繼電器組成的可以實現快速切除相間故障，并滿足一、二段切換以及三段獨立的ZJL-31X完成了三段式的距離保護；在發生故障時完成三項跳閘、重合的任務則靠ZSC-31X來實現。

1.2 傳統繼電保護中所出現的問題

在傳統的繼電保護系統中，由于保護裝置大多是電磁式器件，體積大、整定復雜、接線量大，精度較差造成了檢測監控的不方便。此外，因為傳統繼電保護設備暴露在空氣中使得繼電觸點氧化，影響保護的靈敏度和可靠性，從而造成了經濟效益的損失。

2 基于計算機控制的110kv變電站繼電保護技術改造

2.1 變電站繼電保護技術改造目標

利用DFP-210計算機系統繼電保護代替傳統的PXH-112X繼電保護四統一型裝置，在主變壓器設備上增加CT、PT斷線保護，在系統的后備保護中添加三段過電流保護，用以提升繼電保護系統安全穩定、質量精度方面的性能，實現當PT發生斷線時進行線路保護。另外，在完成變電站繼電保護技術改造的基礎上，提升電網的安全性和線路的保護性，合理減少保護線路的接線數量。

2.2 技術改造中的注意事項

（1）以圖紙規范技術改造

在變電站繼電保護系統的技術改造過程中，必須以設計圖紙為第一原則。譬如以設備調試大綱進行設備調試，以鋪設線路圖紙完成保護線路的鋪設，使用二次回路設計圖紙對二次電路實施安裝，以及利用安裝設備技術要求書指導設備的安裝工作等，都必須以設計圖紙作為技術改造工作的前提，嚴格按照圖紙要求進行裝置安裝和電氣接線，全面保障技術改造作業過程中的規范性與嚴謹性。

圖1 計算機繼電保護系統構成

（2）防范二次回路的技術改造影響

由于互感器發生二次回路過阻抗時，造成系統產生零序電壓、保護處電壓降低，導致PT斷線；同樣互感器的二次回路出現多點接地時，造成相電壓異常、相位變化，導致工頻變化繼電器以及功率變化繼電器的誤觸發；而當互感器的二次回路發生斷路問題時，也會造成繼電器的誤觸發。這些由二次回路故障出現的問題，都會導致繼電保護作用的喪失，從而影響繼電保護系統的正常運作。因此，在進行繼電保護系統技術改造時，應該特別注意二次回路的問題，避免因為二次回路故障而產生的對于保護設備的影響。

（3）預防一次設備的直流接地問題

在技術改造的過程中，不僅需要防范二次回路故障的出現，還應該注意一次設備出現直流接地的問題，例如一次設備的溫度計、電壓計等器件線路，因為長時間使用造成的設備老化、設備故障，而發生直流接地現象。所以在技術改造的過程中，應該注意對一次設備進行檢查，注意可能造成直流接地的問題，對于系統故障報警系統提示的直流接地問題，積極應對，仔細排查故障原因，及時解決直流接地問題。

（4）防止互感器的連接問題

當互感器出現連接問題時，應該及時向維修設計部門進行反饋，仔細檢查變壓器套管CT的極性，并與互感器的連接圖紙做比較，確定正確的連接方式后再進行下一步的安裝方案，防止因為互感器連接不當所導致的電氣安全事故的發生。所以技術改造的過程中，也要格外留意互感器的連接問題。

（5）與運行設備的交直流隔離

針對變電站的繼電保護技術改造，還需要特別注意繼電保護設備與運行裝置兩者之間的交直流隔離，充分多好兩者之間的隔離絕緣工作。一旦兩者之間的絕緣措施處理不當，就會發生較為嚴重的電氣安全事故。所以通過定期檢查，充分保障好兩者之間的良好絕緣，可以有效的防范電氣安全事故。

（6）確保繼電器實現關聯閉鎖

在變電站的繼電保護系統中，存在著針對有載調壓、TA斷路、過負載等等閉鎖功能的檢測，這些閉鎖條件與繼電器之間具有相互的關聯性，所以必須對與繼電器相關聯的閉鎖條件進行逐一的閉鎖模擬檢驗，以確保繼電保護閉鎖功能的正常運作。

2.3 技術改造中的具體方法

（1）強化主變壓器的保護設備改造

改造過程中為實現變壓系統更為安全可靠的運行，必須強化主變壓器的輔助保護功能。在實際的變壓器保護中，為實現瓦斯、過流、差動速斷的保護功能，保護裝置的選取上一般采用CAT-211來完成。操作人員在系統運行中，只需要利用遙信遙控的方法實現對于變壓器兩側斷路器的調試，來滿足整個技術改造目標的要求。

（2）加強進線方式及其聯絡開關保護設備改造

繼電保護系統常規運行情況下，為達到低周減載的目的，通常采用兩路進線的方式對變壓器進行保護。在大多數變電站所使用的檢測控制及其相關裝置中，一般為保護設備和變電站兩路母聯進線的方式，再提升系統保護效能的同時，增強了及時限流、保護接地的作用。因此加強對于進線方式及其聯絡開關保護裝置的改造，大大增強了繼電保護系統的性能。

（3）提升饋線開戶保護系統性能

按照現行保護系統的安裝慣例，利用相對保護動力較小的CAT-212，進行饋線開關保護設備的合理安裝。選用CAT-212的原因，在于其方便快捷的非直接式小電阻、接地系統保護饋線的安裝方法，全面提升了饋線開戶保護系統設備的工作運行的時效性能。

（4）改進電力電容器相關設備

電力電容器能夠有效的對電力網絡進行饋線，所以改進保障電力電容器安全可靠的性能，對于變電站繼電保護系統及其整個電力網絡都具有十分重要的意義。在電力電容器的選用上，采用具有高穩定性的CAC-211，可有效實現110kV變電站繼電保護系統的構建。

2.4 實施方案與效果對比

為了不影響變電站正常運作，在110kV變電站繼電保護技術改造的實施過程中，采用“一路停一路行”的方案，即：針對雙回路進出線的繼電保護系統，變電站工作電路正常運行，選擇備用電路進行停電改造，檢驗合格后上電運行，再選擇變電站工作電路進行停電改造。

表1 經過改造后的繼電器保護效果

3 結束語

本文從基于110kV變電站繼電保護系統的現實改造問題出發，整合融入信息計算機控制系統，綜合論述了現階段110kV變電站繼電保護技術改造的方案方法。關于繼電保護、電力系統的問題，雖然依然存在于國民經濟現代化建設的道路上，但是隨著我國新型創新產能戰略的實施以及國家綜合科技創新能力的不斷提升，對于實現電力系統全新高效的未來發展模式，引導國家電力企業走進發展新時代，必定具有劃時代的重要意義。

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