继电保护技术在变电站二次典型设计分析

廖建波

湖北工业大学，湖北武汉 430068

随着经济的飞速发展，全国的用电量的不断的增加，原有的电力设备因为投入运行的时间过于长久，严重的陈旧老化已经不能满足日益增加的用电量。供电故障的增加和供电的不稳定性等问题急待改善。全国各地电网开始进行二次继电保护系统的改造，旨在提高电网设备的稳定的安全的运行，提高供电的可靠性。

1 各地区变电站原有继电保护技术的状况和差异

全国各省电网间变电站继电保护的技术水平要求、配置原则、组屏方案等各个方面都具有很大的不同。这种差异性主要因为全国各个地区的运行方式和调度要求不同而产生。这些差异不仅给继电保护的运行带来不便，而且对整个国家电网的管理和维护都带来了较大的问题。这种差异性具体表现在以下方面。

1.1 保护的配置和组屏的差异

在主变压器保护配置上，保护屏的配置数量就有较大差异。华东地区电网配置两面保护屏，而东北和华中电网配置三面，华北地区大多要配置四面保护屏。每面保护屏的电气量保护和操作箱的配置也有差异。在220kV线路保护上，东北和华东华北电网主要采用每回220kV线路保护运用一面操作屏和两面保护屏。但华中和东北电网中的少数每回220kV线路保护运用两面屏。东北电网直接将失灵启动装置和分相操作箱以及电压切换箱配置于一面保护屏，而川渝电网却将其分配于两面保护屏。对220kV母线和断路器失灵保护上，母线保护大多配置两套。东北华中电网在断路器失灵保护上多独立的组屏保护，而其它地区基本不单独配置失灵保护。

1.2 操作箱和重合闸配置的差异

东北和华中电网，在220kV线路每条操作箱一般只配置一套。大多在独立的操作屏内布置，川渝和华中个别地区在一套线路保护屏上布置。在500kV的断路器接线配置上，华东地区与其它地区不同，操作箱不予配置。其它地区如华中、东北地区操作箱配置一套，直接布置于保护屏内。重合闸在220kV双母线接线上多在线路保护中配置。东北电网的重合闸的配置在两套线路保护中均有配置，但在实际运行中一般只启用一套。

1.3 故障录波器和故障保护配置的差异

东北和华中地区电网故障录波器的配置大多每两台主变压器配置1套。华东地区电网的母线故障录波器是单独配置的。在发生故障的电网保护上，一般由断路器机构箱来实行防跳、压力闭锁等保护，只有华中电网在机构箱和操作箱来合作进行保护。

2 二次继电保护配置和组屏原则的分析和解释

2.1 220kV母线和断路器失灵的保护设计要求

总结以往的工作经验，从失灵保护来实现失灵电流的判别，对提高其保护的可靠性和稳定性具有很大的作用。在二次继电保护的典型设计上，对220kV双母线进行双重化配置，一套线路启用一套失灵保护。将独立的失灵启动装置取消，由母线的保护来实行电流判别。在主变压器的保护上，都由母线保护来实行电流判别。

2.2 500kV主变压器和母线的保护设计要求

二次典型设计采取防误方法，针对变压器失灵保护启用后断路器同时跳闸的弊端，采用增加动作接点，应用灵敏度高的电子元器件，延时断路器跳闸。同时为提高直跳回路的准确性及可靠性，预防直跳类保护误操作的发生，减少外挂继电器拒动的风险，二次典型设计要求断路器经母线保护跳闸时，增加固定延时，并配置不用整定灵敏度高的电子元器件。

2.3 短引线保护和重合闸三跳保护设计要求

二次典型设计要求在500kV的线路涨，双套短引线保护在出线具有隔离开关的情况下按串组屏，取消在断路器保护屏中的配置。同时要求用断路器来保护重合闸故障中的三跳，没有外回路的接线。在220kV的接线中，设计要求重合闸自动线路保护功能，不另行配置。

2.4 电压切换箱以及操作箱的接线设计要求

在电压切换箱的接线设计上，二次典型设计要求在原有双重配置的基础上，采用单位置输入方法，以保证切换回路异常时，能够实现快速退出一套。在操作箱的要求上将其中的操作电源切换回路取消，断路器的本身的防跳功能优先采用，在箱内增加两套继电器。

3 二次典型设计在具体实施时应予以注意的问题

3.1 各个配置原则和组屏方案的灵活运用

阻抗保护虽然在实际运用中有很多弊端，但是阻抗保护如果被取消，需要大大的调整现有的定值系统。所以，对于配置较高，具有偏移特点的阻抗保护二次典型设计仍然给予了保留。用户在具体的实施过程中，要根据实际运行状况和自身需要来进行调整，适当进行投入和取消。操作箱内的出口继电器对所有保护的跳闸启用具有重要作用，但是此项配置的应用也比较复杂，检修和维护都不方便。二次典型设计配置原则要求配置分相的操作箱。分相的操作箱在每条线路配置一条，但是在实际运用中，也要根据线路的具体要求适当进行双操作箱的操作。具体操作要根据实际情况而定的，要给予灵活的运用。保证其继电保护的安全性和稳定性。

3.2 注意与相关专业单位的协调合作

在与相关专业的合作上，尤其是通信专业，在二次典型设计上要求合作统一。短线路的光缆架设上优先考虑双光缆，以直接在通信线架上引接保护光纤为宜。保护信息在每套光通信设备的传送数量也要加以考虑，不能超负荷传送。保护回路采用的光缆应考虑220kV以上电压等级等等。与通信专业的相互协调配合，采取最优配置，保证继电保护二次典型设计上的完善和高效。

继电保护的二次典型设计要以具有可靠性，高效行和可行性为前提，对继电保护系统进行优化的配置和设计。在电网改造的实施过程中，以继电保护技术的二次典型设计为基本原则，适当的根据各个地区的实际情况和配置习惯进行调整。在施工中对工作人员的技术水平和工程质量要求要严格把关，发现问题，及时快速的解决，以使设计更加的完善，施工得以顺利进行。总之，要以国家的电网能够更加安全、更加可靠、更好的为人民服务为总的原则，将国家电网的改造顺利的、高标准的完成，推动国家电网事业的发展。

[1]国家电网公司输变电工程典型设计：500kV变电站二次部分，2007.

[2]Q/GDW 175-2008.变压器、高压并联电抗器和母线保护及辅助装置标准化设计规范.

[3]孙成宝.继电保护.中国电力出版社，2005.