变电站继电保护死区案例分析与优化措施

孙文文+程晓通+张太敏

摘 要：变电站继电保护死区是指由于继电保护控制装置设计的缺陷导致的无法发挥出应用的保护功能的现象。通常来说继电保护中的配电设备包括电流互感器、电压互感器和断路器等一次设备，除此之外，还有与一次设备相互配合完成继电保护操作的二次继电器和保住装置等控制设备。以上设备对电力系统运行中出现的超负荷、击穿短路、接地以及过电压等情况所产生的故障控制在一定范围，进而达到保护电力系统正常运行的目的。因此，一旦變电站继电保护系统出现保护死区时，将会对电力系统的运行造成很大危害，为电力企业造成大量的经济损失。

关键词：变电站继电保护；死区；优化措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.146

电力行业作为为社会生产及人们日常生活提供能源的行业，电力系统的运行需要具备较好的稳定性，才能保证为人们生活和生产提供源源不断的电能资源。而保证电力系统稳定运行的关键就是变电站的继电保护系统，在以往的继电保护工作中发现存在保护死区的现象，这将为电力行业的发展带来很大影响。为此，需要在最初的继电保护设计时就进行多方面的考虑，避免由于设计不合理导致继电保护死区问题。文中就对变电站继电保护的重要作用进行阐述，针对真实的继电保护死区案例进行分析，并且提出相应的优化措施。

1 变电站继电保护的作用

变电站继电保护装置可以在电力系统运行发生异常情况时，根据异常情况采用特定的保护操作来控制影响范围，通过继电保护装置对电力系统中的电气设备实行全方位的保护，以便于确保设备以及线路的负荷和运行安全。当电力系统中的一个元件出现故障不影响运行时，继电保护装置使用断路器对该故障元件进行切除操作，确保将故障元件与其他正常运行元件隔离开来，将故障控制在最小范围。除此之前，还可以对运行状态进行实时监控，当发现故障隐患时发出预警指令，提醒相关的维修人员进行设备检修，及时发现问题及时处理。

2 探析继电保护死区

虽然变电站继电保护装置在很大程度上提升了电力系统运行的稳定性，但是在实际保护中不难发现，现有的继电保护装置在设计上还是存在很多弊端。例如，在电流互感器的一相出现接地短路情况时，综合保护装置将无法检测到电流，保护功能也就无法发挥其自身的保护作用；当连接电缆处发生接触不良的现象，上级线路中的参数设置无法满足保护条件时，也无法进行保护操作；当控制电源的输出电压为控制电源的设计电压时，一旦出现线路短路问题，电力设备的系统电压将会产生急速下降，形成的低电压将无法满足起到保护装置的预设电压，以上情况均可以作用继电保护的死区。

3 继电保护死区案例

继电保护死区就是指本应受到保护的区域由于继电保护设备设计问题没有得到应有的保护，这些区域都可以称之为继电保护死区。在设备投入使用之后，如果需要对该部分进行线路改造或者添加设备，就需要对原有的设备组成进行改造，尤其需要注意对一次系统的线路改造和二次系统的控制回路改造，改造工作应该有针对性的进行，根据原有设备的运行状态进行改造方案设计，设计方案中需要对一次系统和二次系统的配合问题进行全面考虑。

某供电企业的10kV变电站由于线路的容量无法满足正常运行的需求，面临着线路改造问题。为了弥补线路的容量问题，我们通过接通另一条10kV的供电电源来保证线路容量，此时的配电中心采用的是双回路的供电策略。原有的10kV采用的一次设备为单母线的供电方式，当出现线路问题时将无法保证持续供电。而加设一条供电线路之后，当其中的一个供电线路断电之后，母线可以通过监测平台辨别出无电流信号的线路，之后自动选项链接正常供电的线路以确保供电系统正常供电。

4 供电连续性保护分析

1#进线断路器和2#进线断路器及3#母联络断路器采用的是3台开关2合1分的运行方式，无论在什么样的情况下，3台开关只允许合2台，平时正常供电情况下，3#母联断路器处于分闸备投状态，当备投条件满足时，执行备投动作指令。3台断路器在合闸回路都串接了另外2台的分闸辅助节点，作为运行的电气联锁。前期一、二次图纸设计经过反复审核后确认并施工。在施工完毕调试过程中，发现母线联络柜工作位置在条件满足的情况下没有实现备投功能，所有接线又准确无误。

后经多次调试查看，发现综合保护装置调位指示灯在1#进线断路器和2#进线断路器均处于合闸位置的时候不亮，查看跳位监视接线端子0808接线正常，测量该端子对+KM电压为0V，母联断路器跳位信号未开入或线路连接中断，经分析断路器如处于工作位置，电气联锁和电磁闭锁回路中的合闸闭锁线圈在2台进线断路器均处于合闸状态下，线路中的303和305处于断开状态，QF3的合闸闭锁线圈没有得电，致使综合保护装置出现跳位异常的现象。

5 优化措施

通过对以上内容进行分析之后可以发现，继电保护出现死区的主要因素还是人为因素，由于设计人员和现场运维人员缺乏对继电保护装置设计在实际运行中的多种情况的分析，致使继电保护装置无法充分发挥自身的保护作用，造成实际保护过程中出现保护盲区，也就是继电保护死区，由于设计人员及运维人员自身的疏忽，将会对继电保护装置的性能造成很大影响，在很大程度上制约了电力行业的稳定发展。

针对该案例中出现的保护死区问题，可以通过改变跳位监视的连接点对死区区域重新进行保护，首先对母线联络柜内的断路器合闸线圈上的跳位接线进行拆除操作，之后将原有的断路器与另一组的辅助节点连接，让跳位监视直接通过常闭点通路，进行以上改造之后就可以去除该10kV变电站继电保护的死区。

6 结语

电力行业可以提供人们日常生活和生产活动的重要资源，变电站继电保护死区问题对电力系统的正常运行产生很大影响，为此，需要相关设计人员和运维人员注意在继电保护装置日常运行过程中及时发现保护盲区，并且采取有效的措施对继电保护装置系统进行改进，通过不断改善系统运行中的不足之处来完善继电保护装置，为电力系统的稳定运行提供保障。

参考文献：

[1]汤大海，陈永明，曹斌等.快速切除220kV变压器死区故障的继电保护方案[J].电力系统自动化，2014，38（04）：115-122.

[2]程科.智能化变电站对电力系统继电保护配置的影响分析[J].广东科技，2013（22）：31-32.endprint