继电保护配置系统的分析及保护措施

万昭军

【摘要】电力行业，是一类人民生活和工作密不可分一类特殊行业，在国民经济当中重要性可见一斑，所以，通过针对性措施，让输配电系统健康，稳定运行意义十分深远。继电保护设备是智能变电站的重要组成部分， 为了增强智能变电站的可靠性和速动性， 需要对变电站内部智能电子设备， 尤其是继保系统的信息描述方法、访问方法、通信网络等进行统一规范。下面本文就对智能化变电站的继电保护装置进行探讨。

【关键词】继电保护；原理；保护

1.继电保护基本原理

继电保护以前，除要了解故障信号检测方法，还应当掌控信号信息采集方法，并可以正确把信号由正常信号内划分出来。凭借故障对于出现故障的时候电气量变化特点研究，能够相应形成作用在不同层次各种继电保护电力系统。例如，电流速断与过流保护对于短路故障电流增大情况可以有效抑制；电压速断与低电压保护对出现短路故障电压降低情况可以有效应对；超负荷保护能解决短路故障电流与电压间相应改变情况。

2.智能变电站的继电保护配置分析

数字化变电站的是在自动化一次设备基础上加上网络化二次设备， 以IEC61850通信规范为前提， 实现信息的共享和交互性， 并具有继电保护和数据管理等功能的现代化变电站。智能变电站可以分为三个层次， 即现场间断层装置、中间网络通信层、后台的操作层。

2.1 过程层

过程层包括合并单元、智能终端和接口设备， 其核心设备是交换机。过程层对继电的保护主要通过快速跳闸装置。首先， 对电力运行的电气量进行实时监控， 比如电流、电压幅值、

相位、谐波分量等， 并通过交换机以网络交互式传递信息。其次， 检测运行设备的状态参数， 检测变压器、隔离开关、断路器等设备的工作状态等。最后， 执行和驱动操作控制， 比如直流电源充放电的控制。

2.2间隔层

间隔层承担着对设备进行保护和控制的作用， 对间隔层数据的实时采集以及控制命令发出的优先级别等， 开展操作同期以及其他控制功能，承担承上启下的通信功能。

2.3控制层

控制层的主要设备是主机、运动装置、规约转换器等。主要功能是， 对全站数据信息的实时汇总，对数据库的刷新， 并把收集到的信息传送到监控中心接受指令， 向间隔层和过程层传递指令。另外， 可以根据不同运行方式， 预先结合离线定制整定算法，确定几套定值整定方案， 确定系统运行中发生状况时， 保护相应切换到预先设定好的一套定值区。

智能变电站按照对象进行保护装置的配置， 如主变保护、线路保护、母线保护等， 和采用常规互感器时一样， 只不过将原来保护装置的交流量输人插件更换为数据采集光纤接口， 用以太网统一传输G00SE以及采样值。

3设备系统稳定性及保护双重化配置

3.1 双套同一性

为了保障每套保护的独立性和完整性，保证其对发生的故障以及一切异常的情况能够迅速的做出有效的反应，应该选择同一厂家的同一型号的响应的设备，这样也便于日后的维护，降低响应的成本。保护的独立性主要由回路的设计进行体现，确保其各个环节没有交叉点，因为任何环节的交叉都会影响保护的独立性。按照双重化设计的原则，两套保护装置之间应该没有任何交叉的部分，各个环节相关性都应该为零，但是在实际的使用过程中，平时看似相互独立的两套系统，在故障发生时往往表现出相关性，这给系统的稳定性带来了很大的冲击。

保护应该能够对各种故障以及突发的情况做出准确的反应，一般来说对于既定的故障，保护装置的计算机都会做出正确的反应，从而保证系统的稳定。但是很多故障的发生都是难以预料的，其形式复杂多变，远远超出了既定的范围，这些特殊故障一旦发生，保护装置就很难做出正确的反应。

3.2 线路保护

要注意纵联通道以及线路保护，主保护在进行双重配置的时候，选择得通道应该具有独立性强、可靠性高的特点。由于光纤是一种优秀的传输介质，应该优先采用，如果有条件可以选择专用光芯传输保护信号。为了保证两个主保护之间的独立性，二者在同时采用光纤作为通道的时候，路由应该相互独立，从而使两套保护传输信号的过程中保持相互的独立。专业人员应该树立责任心，依据保护的相关标准对通道设备进行双重的配置及改造。

3.3 母线及失灵保护

根据相关的规定，对于母差也必须采用双重保护的原则。我国的电力系统之中普遍采用微机型母线保护装置，该装置本身具有失灵保护的功能，单独的失灵保护装置就没有配置的必要，对于失灵保护的可靠性完全没有直接的影响。

在配置保护中，如果变压器开关失灵拒动，就有可能造成其他设备保护的失灵，甚至会对变压器造成损害，这违背了所有的运行设备都要由两套相互独立的保护设备进行保护，这两套独立设备的交流电和直流电的输入和输出的回路必须相互独立的原则。

想要避免变压器开关在启动的时候失灵，就必须确保电流启动、电压闭锁的灵敏度。针对这种问题，可以采用微机失灵保护来进行寻求解决。通过微机失灵保护装置可以按无流条件对电流元件进行相应的整定，从而有效地避免接点的粘连问题。必须及时解决由于软件问题造成的变压器保护无法快速返回的问题。有时该问题是由于变压器中低压侧有电源等原因造成的，那么可以通过微机失灵保护的电流判别元件可靠返回。

3.4 变压器保护

变压器作为联接高、低压系统的“接口”设备，在系统中“承上启下”，在主网的线路、母线、变压器保护双重化配置后，必须明确，应当大力简化变压器后备保护的配置，变压器后备保护不需要作为双重化配置保护元件的后备，只应当作为按远后备原则配置保护的母线、线路的后备。对未配置母线保护的低压母线，只应当作为按远后备原则配置保护的母线、线路的后备。对未配置母线保护的低压母线，变压器保护中还应当配置相应保护段作为低压母线的主保护，跳变压器低压侧开关，另配置后备段跳其它开关。对部分220kV 未实现双重化配置的母线、线路，应在联络变压器保护中设置相应后备段，该后备段的设置和整定同样应满足系统稳定性的要求。

3.5 旁路开关及其保护

旁路開关的保护如何配置，实际上应该取决于它所要带路的设备的保护配置。考虑转带线路开关，线路保护又为双重化配置时，旁路保护也应该按双重化的原则配置；如果各线路保护都未考虑双重化配置，旁路保护自然也可仅单套配置。考虑转带变压器开关，变压器保护如能切换至旁路开关的TA，旁路保护就不需要双重化配置。现在很多旁路开关仅配置了单套保护，实际上在转带运行时，大大降低了保护的可靠性和系统的安全性，而运行实践中也不止一次出现过因旁路保护问题被迫将一次设备停运的事例。

参考文献：

[1] 李旭.探究智能变电站继电保护配置[J].科技创新与应用.2012（17）

[2] 谭志杰.智能变电站继电保护配置的展望和探讨[J].经营管理者.2012（24）

[3] 王勤.智能变电站继电保护配置的分析和探讨[J].价值工程.2014（08）