变电站典型设计中继电保护技术原则

靳军

摘 要：現阶段，变电站继电保护不管是在技术要求、组屏方案以及配置原则等方面存在显著的差异，无形之中便增加了维护、运行以及管理方面的难度，与现代电网发展的实际要求严重不符。基于此国家电网公司根据现有输变电工程的通用设计条件为依据，对其二次系统的典型设计进行科学的编制。

关键词：变电站 典型设计 继电保护技术 原则

中图分类号：TM774 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）09（b）-0032-02

根据变电站二次设计中继电保护编制，近些年继电保护技术在电力网络中得到了广泛发展，但是基于生产厂家的不同，生产要求有所不同，与之所带来的输入输出量、端子、参考值以及报告等方面存在显著差异，各种不良情况日渐凸显出来，诸如实施操作的不规范等。因此，强化对变电站典型设计中继电保护技术原则的探究十分有必要。

1 变电站继电保护设备在应用过程中所存在的问题

1.1 重合闸的配置

基于500kV的3/2断路器接线而言，断路器通常都会有效的保护重合闸。

基于220kV的双母线接线来说，在线路保护中一般都会设置重合闸，其中一套可以对线路中的重合闸功能进行有效的保护，另一套则可以对重合闸功能的退出予以保护。一般情况下，两套线路保护中均同时配置重合闸，但启动时不能相互交叉，运行过程中所投入的重合闸往往只有一套。

1.2 操作箱的配置

我国大部分地区的电网在500kV的3/2断路器接线保护中所配置的操作箱均只有一套，多在断路器保护屏内配置。其中华东电网尚没有对操作箱进行配置，从保护动作的直接出口一直到断路器的操作机构，重动都不会经过操作箱。

操作箱在220kV的双母线接线上通常只有一套，或是在线路保护屏上配置，又或是在独立的操作屏内布置，两套操作箱的试点目前正在华北电网进行。

1.3 保护和故障信息管理子站的信息采集

现阶段，那些新建的500kV变电站所配置的继电保护和故障信息管理子站有且只有一套，而关于采集信息的方式千差万别。

另外，断路器防跳、三相不一致保护以及合分闸压力闭锁的实现分别依靠的是断路器本体机构箱、操作箱以及断路器辅助保护。

2 制定继电保护相关规定、参数的过程与重要依据

2.1 编制继电保护的重要依据

近年来，随着我国社会经济的大力发展和科学技术的日益进步，微机型继电保护装置应运而生且广泛应用于整个电力系统中。但是，由于厂家的不同，在应用过程中存在着大量的各种不统一、不规范的问题，诸如压板、端子、定植、输入输出量以及报告等，进而在一定程度上不利于继电保护的正常运行，给维护和管理增加了不小的难度。基于此，国家电网调度中心就继电保护设备制定了重要的标准。

二次典型设计继电保护部分主要是在符合国家标准的前提条件下与企业标准结合起来，共同进行科学编制，其在配置方面的原则、技术上的要求和组屏方案等与企业标准保持高度的一致性，且侧重点均有所不同。相对而言，二次典型设计侧重于工程设计和设备招标采购过程中继电保护系统的统一规定，企业标准侧重于统一规范厂家的保护装置。

2.2 继电保护配置与组屏的原则

第一，在母线保护中涵盖220kV断路器所具备的失灵保护和判别电流的功能，关于独立断路器辅助保护装置以二次典型设计的相关规定为依据不再进行配置，因此，重合闸功能均隐藏在每套220kV线路保护之中。同时，为了对回路进行必要的简化，对两套保护所包含的独立性给予有效保护，在典型设计的约束下起动的保护、断路器状态的控制和位置不对应的起动都均需要采取一对一的方式进行操作。因此，必须同时运行和退出两套线路所能具备的线路保护和重合闸，如果一套重合闸，则另一套的合闸压板会处于断开的状态。

第二，500kV的母线保护。为避免由于正接地的情况出现在直流电流中和直流回路中串入交流电源所造成的直跳类保护误动事件的出现，3/2接线本身所具有的边断路器失灵保护通常会采用重动直跳的方式经过母线保护的侧断路器，然而受外挂继电器的影响，各种可行的监视措施并不能真正落实，拒动的风险一直存在。为促进直跳回路可靠性的显著提高，二次典型设计要求按照一定的原则增加不需要整定且灵敏电流元件的设置，在此基础上带有固定延时50ms的功能。

第三，重合闸沟通三跳回路。根据二次电箱设计的要求，500kV的3/2断路器接线在停用或闭锁重合闸的情况下，三跳保护需要依靠断路器；在停用或者断路器保护装置出现故障时，三跳保护可以依赖于其本体的三相不一致保护实现，由此外回路接线并不需要进行额外的增加。如此一来，便可以保证位于操作箱内合闸位置处的继电器可以将断路器位置的相关问题如实的反映出来。同时，根据二次典型的设计要求，220kV的双母线接线必须自带重合闸功能，通过直接沟通可以实现对三跳的保护，且关于三跳两套保护装置之间不需要进行交流与沟通。

3 实施过程中用户值得注意的问题

3.1 统一性与灵活性

协调统一可靠性、经济性、先进性和灵活性在一定程度上是二次典型设计中所必须遵循的重要原则，然而出于对各地区实际情况的考虑，为防止因新旧设计思路所对运行与维护造成的影响，其在编制个别功能时对于各地区在运行方面的习惯会适当的兼顾，与此同时会导致括号的增加，证明在进行选择时可以以电网的实际情况为依据。

3.2 做好与通信专业的协调工作

基于系统保护对于通信设备的各种要求，两个不同的专业必然在某些规定上面存在显著的差异，为此必须协调和统一二次典型设计，明确规定两个专业在某些章节方面的一致性。如利用专用的光纤芯通道来进行保护，可以从通信光配线架中直接引接保护光纤。

3.3 对于一次性设备的要求

第一，为有效地对二次回路进行简化，防止由于长电缆的开入所造成的保护误动，需要对断路器本体机构箱的功能进行明确规定，以此来实现跳闸压力闭锁和防跳等。

第二，为有效促进电压切换回路的简化和确保保护装置的可靠运行，二次典型设计针对双母线接线制定了相关的规定，即三相线路电压互感器可适宜的设置在每个间隔当中。

4 结语

综上所述，本文对变电站继电保护设备在应用过程中所存在的问题进行了详细的探究，诸如重合闸和操作箱的问题等，并且详细地阐述了制定继电保护相关规定、参数的过程与重要依据，在此基础上经过深入的思考，从统一性和灵活性、做好与通信专业的协调工作以及对于一次性设备的要求等方面指导相关用户在实际应用过程中需要多加留意这些问题。

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