論變電站繼電保護的工作原理及價值作用

鄭龍 楊舒婷 王淼 張佳賓

摘 要：當前我國電網的基礎即為變電站，為了使變電站更好地工作，管理人員積極開展變電站技術，在開展的過程中，引入繼電保護，從而使變電站運轉正常。依據繼電保護的工作原理，應主要保護變電站的線路與母線，可有效加強變電站的穩定。

關鍵詞：變電站;繼電保護;工作原理

引言

隨著技術的進步與發展，在變電站中，使用繼電保護設備較為普遍，由于變電站的磁場較強，再加上其高壓設備較多，若強電磁干擾設備，極易引發安全事故。大氣干擾或供電系統的外干擾也會影響弱電設備，但隨著我國繼電保護技術的增強，可有效保護變電站。

1變電站繼電保護的工作原理

繼電保護的主要工作原理為當變電站在運行時發生故障后，會出現電壓降低或升高、電流突然增加、溫度、瓦斯的溫度同時升高及運行頻率降低等現象，且該現象的數值大于繼電保護的額定值，進而使繼電設備發出報警信號或跳閘指令。跳閘的方式通常有兩種，即電流值與時間值，若該跳閘的性質為電流值，電流值上升速度越快，則跳閘的速度越快;而性質為時間值時，當故障電流值大于整定值后，在一段時間后，為了更好地保護變電站，發出跳閘指令，進而暫停變電站的運行。在運用繼電保護技術保護變電站的過程中，其目標也較為明確，利用該技術后，可使變電站供電變得更加可靠。檢修繼電保護設備時，可提升該設備的可用系數與可靠性，防止出現傳統檢修方式的不足，并使相關設備的壽命得以延長，進而使用戶用電變得更加安全、可靠。

2變電站繼電保護的價值作用

2.1變電站繼電保護的類型

繼電保護分為多種類型：

2.1.1發電機保護

技術人員應保護發電機，其短路的形式較多，主要為定子繞組，當檔子繞組接地時，在相間的過程中會產生短路;發電機的外部也會產生短路，若其負荷過重，定子繞組經過電壓時，其勵磁回路會出現兩點或一點接地，也會形成失磁故障。在發生故障后，大多采用解列、停機等方式進行出口，進而使故障范圍縮小，并發出信號。

2.1.2線路保護

在線路保護方面，根據不同的電壓等級，采用對應的保護措施，架空長線、電纜或輸電線路若長度不同，電網內中性點不同的接地方式也會形成繼電保護，進而出現過負荷、單相接地、接地短路及相間短路等。

2.1.3母線保護

針對母線保護，在多處變電場所與發電廠都應安裝專有的母線保護設備。

2.1.4電力電容保護

在保護電力電容器方面，由于其內部故障而造成出線短路，若斷路器與電容器組形成連接也會產生短路，其原因在于當電容器組內部出現故障時，電容被切除后會經過電壓，而當電容器組再度過電壓時，其母線會產生失壓狀態。

2.1.5高壓電動機保護

高壓電動機會形成多種短路方式，如在同步電動機中，產生非同步的沖擊電流、電動機出現失磁效應、底子繞組的電壓較低、電子繞組出現單相接地及定子繞組發生相間短路等，多種方式都會形成電動機保護。

2.2變電站繼電保護的配置

針對繼電設備的保護裝置，設計人員可進行三方面的保護：首先，針對線路保護，設計人員可應大力發展智能變電站，并將測控功能與站內保護進行有機結合，其配置方式采用間隔單套。在開展線路保護的過程中，可進行直接采樣，并將斷路器跳掉，經過相關網絡技術，可開發出重合閘與斷路器失靈等功能。其次，技術人員還需保護變壓器，依照相關流程，保護變電壓電量時，一般的配置方式為雙套，并實行設備一體化。若兩種設備分開，其后備裝置需結合測控裝置。采用雙套配置的過程中，將各側的單元合并，而各側的終端最好使用雙套配置。最后，分段保護母聯時，技術人員應將智能終端與分段保護裝置相連接，在不進行交換網絡數據的情況下，實現直接采樣與跳閘的功能。與此同時，在保護智能終端、合并單元時，要通過網絡進行信號傳輸。按照配置要求，該類繼電保護設備應按單套配置進行分段保護，從而形成測控與保護的一體化。當分段保護出現跳閘時，其方式大多為點對點直跳，而網絡方式則應用在其他分段跳上。

3開展變電站繼電保護的實施措施

當前電網的規模在不斷擴大，其電壓等級也相應升高，針對繼電保護的需求也有了較大改變。在發展智能變電站的過程中，不但要保障原有的繼電保護功能，還需不斷改善繼電保護內部信息交換的方法，即相互操作、信息共享。

3.1采用新型測試器具

技術人員在試驗前，需仔細檢測繼電保護裝置內部的電流與電壓值，其方式可選用合并器內部的光數字信號，傳統繼電保護裝置的測試儀器只能將模擬量輸出，而當前的新型測試儀，即光數字信號儀器，在開展測試的過程中，該儀器可借助保護裝置內部的光纖進行直接輸入測試，此方式有效避免了相應誤差，減少了多種傳統式檢驗步驟，如采樣精度或零漂等，節約保護成本的同時，也改善了保護裝置的使用效率與效果。為滿足繼電保護裝置的實際需求，工作人員還需嚴格保證數據傳輸的時間間隔，若其傳輸時間差距較大或并未同步，應合理選擇保護裝置，并對母線保護或變壓器保護等實行科學的測試與管理。

3.2改善網絡傳輸方式

針對一二次設備的具體情況，相較于傳統保護方式中的直接跳閘，當前變電站在應用繼電保護時選用了GOOSE網絡，運用該網絡系統可實時發布跳閘指令，若想更加便捷，可改用智能型開關。借助網絡內部的跳閘指令與啟動關閉信號，相比傳統式保護回路，新式繼電保護更加可靠。與此同時，GOOSE網絡內部的信號傳輸與原繼電保護裝置內信號輸出的方式相同，當前開入或開出量已轉化為差異化的GOOSE報文，而非24V、220V的信號。對于繼電保護裝置的輸出或輸入信號，為保證其實時性和正確性，試驗人員可利用整套傳動試驗進行驗證。

4結束語

綜上所述，智能變電站影響著國家電網的發展，為了更好地開展變電技術工程，針對繼電保護技術，國家制定了較多的標準與規范，但在實際發展過程中，為降低事故發生的概率，保護人員應了解繼電保護工作的價值。

參考文獻：

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（國網烏魯木齊供電公司? 830000）