變電站二次繼電保護措施研究分析

張亞林 趙德陽 李春生 王劉拴

摘要：當下變電站的自動化和智能化水平日益提高，與此同時繼電保護方式也在革新升級，但實踐表明，變電站的二次繼電保護現狀并不樂觀，在一定程度上制約著變電站的正常運行。對此，筆者從變電站二次繼電保護現狀出發，就其設計要點和優化措施作了研究，以供參考。

關鍵詞：變電站;二次繼電保護;措施

變電站是供配電系統的核心所在，但其安全運行離不開二次繼電保護的支持，因而變電站二次繼電保護設計備受關注。不過令人堪憂的是，二次繼電保護系統因存在一定的問題并未充分發揮保護效果，對變電站和整個電力系統的運行埋下了安全隱患，故針對變電站采取強有力的二次繼電保護措施非常必要。

一、變電站二次繼電保護現狀

對于電力系統來說，變電站是不可或缺的重要構成，而對變電站而言，二次繼電保護是其穩定運行的重要保障，因此變電站二次繼電保護水平影響的不只是變電站設備，還與整個電力系統的運營有關，必須予以高度重視和優化設計。然而在具體實踐中，變電站二次繼電保護設計尚不完善，相應的繼電保護設備也是良莠不齊，難以滿足變電站安全運行的實際要求，不僅弱化了繼電保護的應有性能，還可能因其誤動或失效造成變電站和電力系統故障蔓延造成嚴重損失，故對變電站二次繼電保護措施進行改進和完善有著非常重要的現實意義。

二、變電站二次繼電保護優化措施

（一）嚴格遵循設計原則

鑒于變電站二次繼電保護的重要性，必須將質量意識滲透于設計環節，使其在符合設計原則的基礎上再考慮改進和優化。一般情況下，變電站二次繼電保護應至少具備選擇性、迅速性、靈敏性與可靠性的特點，具體的說，就是繼電保護裝置可解讀和分析二次設備的運行狀態，能夠單獨切斷故障設備的同時保證其他設備正常運行，而且在最短時間內快速切斷故障設備、完成保護任務，無論故障出在何種位置、屬于何種類型，保護裝置均能處于良好狀態，針對設備故障迅速做出正確的保護動作[1]。

（二）擇優選擇繼電保護裝置

變電站二次繼電保護的設計原則和要求決定了保護裝置必須優質可靠，這也是彰顯其保護優勢的基礎和前提，倘若保護裝置自身存在缺陷，設計方案再完善再高效也無濟于事，所以在裝置選型時需要重點考慮零序電流和母線電壓切換等問題。其中零序電流是繼電保護的重要控制因素，需要基于對配置應用的專門分析，通過電流保護定時比較器來實現控制比較，建議將其應用于系統初始化運行控制中，使其具備切斷系統主要傳輸控制電流的作用，而且當電壓達到110KV時需要進行故障檢修防止單相接地，保證系統安全運行。若站在控制應用的角度來看，零序電流的裝置元件可分為3U0的電壓控制和3I0的電力控制[2]。再者針對常見的母線電壓切換問題，經常會因為裝置配置問題發生錯誤性操作，此時可基于兩項開關對電壓進行直流控制，配以整改控制裝置減少失誤，即在電壓母線控制過程中對母線實行接線分流，才能真正提升裝置的控制效果，如雙位置繼電器常被用來取代傳統的切換繼電器。其實在變電站二次保護系統中，后臺監控設備的選型也是不容忽視的，畢竟監控設備負責全天、實時監控二次設備狀態，用于獲取更真實、完整的數據，同時還應配置大容量的優質電源，分別作為變電站和繼電保護裝置的直流電源和兩路輸入電源，確保故障下兩者的運行不受影響。

（三）重視母線與斷路器失靈保護

母線保護和斷路器失靈保護是變電站二次繼電保護的關鍵環節，其重要性不言而喻，因此若想提升保護裝置的實際效果，應專設裝置保護其免受失誤性碰撞，以免因失靈現象造成電路跳閘，一旦繼電保護裝置發生斷路失靈，勢必會引發嚴重的回路，進而對電路傳輸帶來不良影響，因此必須采取措施最大限度的減少電路傳輸失靈。在判斷母線與斷路器失靈的過程中發現雙重化保護均已失效，則要基于一對一啟動手段加以保護，實現失靈啟動裝置的簡化[3]。經母線保護判斷失靈保護電流時，此時單獨設置的110KV間隔失靈啟動設備會自動取消，若失靈保護母線采用的雙套配置，則要設計雙套失靈保護措施與之匹配。

（四）強化電壓切換箱接線設計

在電壓切換箱管理過程中，需要在電壓切換過程中保證其具有良好的電力傳輸信息，而這是以可靠的接線為基礎的，所以為防止因接觸不良引發失壓問題，往往會采用雙位置接點。若電壓切換箱具備較好的雙重保護，建議將隔離刀閘中的輔助接點設計為單輸入方式，這樣的化，當輔助接點發生故障且切換回路異常時，便可以短時退出其中一套保護解決問題。有的電力企業為確保電力輸送安全，經常借助雙電壓開關盒加強接線管理和控制，保證電力傳輸電壓處于設定的傳輸范圍內。

此外，還應做好重合閘設計。由上可知，母線保護可用于判定失靈保護電流，該過程與重合閘存在一定的關聯。這是因為變電站的二次繼電保護，通常要求斷路器具有一定冗余的輔助裝置，而且與之相關的電路還要配備重合閘，以此獲得相互獨立的兩套保護裝置，實現可靠性的保護效果。按照行業標準，在設計雙母線接線時其二套線路保護也必須具備重合閘功能，如此一來，重合閘便與三條線路保護連通，那么其共用的線路保護則要采取三跳，值得注意的是，二套保護裝置不能與三跳存在關聯。

三、結語

總之，二次繼電保護對于變電站運行的影響至關重要，這就要求我們基于對其現狀的分析和了解，遵守設計原則與規定，積極尋求切實有效的設計方法和保護措施，通過提升二次繼電保護的靈敏性、可靠性和迅速性，為變電站的安全穩定運行保駕護航。

參考文獻

[1]牛崢.變電站二次繼電保護措施分析[J].河南科技，2018（29）：146-147.

[2]翟晨宇，姜鑠.智能站設計在變電二次繼電保護中的分析[J].山東工業技術，2018（21）：191.

[3]趙聰，管菲菲.淺談智能變電站繼電保護二次安全措施規范化的建議[J].中國戰略新興產業，2017（32）：141.