750 kV智能变电站的继电保护配置分析

李 戈

（陕西省电力公司检修公司， 陕西 西安 710075）

引言

智能变电站的建设能够提高电力系统的供电质量与效率，而保障智能变电站与电力系统稳定运转则需要对继电保护进行合理配置，确保继电保护装置能够对相关故障进行自动识别，且及时正确地进行处理，有效保障电网运行的安全性与可靠性。

1 750 kV智能变电站的组网方式与继电保护配置分析

1.1 组网方式

智能变电站的组网方式实际指的是智能变电站的结构，其中三层两网则是较为典型的智能变电站结构，其中包括过程层、间隔层与站控层。具体来讲，过程层包含断路器、变压器等一次设备以及独立的智能电子装置，其作用在于完成二次系统与一次设备功能；间隔层则包含二次子系统的安全装置、微机保护装置等二次设备，主要负责对数据信息的间隔以及对传感器、控制器通信的利用，发挥继电保护的作用[1-2]；站控层则主要负责对数据信息的保护工作，包含监控系统、对时系统与通信系统。结合750 kV智能变电站的组网方式来看，其主要负责站控层各设备与间隔层之间的信息文件传送，而过程层则充当网络交换机的功能，实现过程层装置与间隔层的设备通信。

1.2 继电保护配置

1）过程层配置。在750 kV智能变电站中，快速跳闸主保护措施由过程层保护配置实现，比如电力线路中的母线、变压器的差动与纵联保护等，而继电保护中的后备保护便会转移到变电站层的集中保护设备中。大量工作实践可知，这一处理手段能够促使过程层在展开保护设计时变得更为简单，后备保护便可实现一定的简化，硬件设备则无需太过复杂。过程层在继电保护过程中，其整体主保护定值较为固定，即便电网运行模式会出现变动，这一定值也不会改变[3]。

2）主变压器保护配置。针对智能变电站中主变压器的继电保护配置，则需要结合750 kV电压的实际情况去设计具体的保护配置方案。一般来讲，750 kV的智能变电站变压器保护应当采取双重化配置方案，即针对变压器的每一测合并单元MU进行双重化的配置连接，进而实现主变压器的主后备保护与后后备保护功能。

3）线路保护。线路保护作为保护测控装置，应当具备完善的保护、测算、管控与监视等功能，不仅能够为电力系统的保护管控提供完整的保护模式，还能确保高低压电网络系统的运行稳定性。因此，智能变电站电力系统中的线路继电保护配置则会选择纵联差动为主保护系统，后备保护装置选择集中式保护装置。针对单断路器方式的主接线和线路保护装置，则会采取主保护系统的对侧线路保护与光纤通信口保护装置通信，进而实现纵联保护的功能。

4）母线保护。整个电力系统中对于母线的保护极为关键，总线作为电力系统中设备传输与分配的重要组成，倘若总线电源系统出现故障，会直接影响到所有相连接的设备运行安全性，极有可能导致大面积停电或是设备受损，造成电力系统的直接损害。而电力系统技术快速发展，整个电网电压水平不断提升，母线保护的灵敏度、可靠性、及时性都有了更高的要求。对于750 kV智能变电站中的母线保护配置而言，应装设能快速而有选择性地切除故障的母线保护，对于3/2断路器的接线方式，每组母线宜装设两套母线保护。

2 750 kV智能变电站中继电保护配置存在的问题及具体保护措施

2.1 750 kV智能变电站中继电保护问题

实际上，所谓的继电保护即是智能变电站对于电流的速断保护，而电流的速断保护则是在电力系统最大运行工况之下，有效利用系统线路末端三相短路电流。通常来讲，会取电力系统中最小的动作电流值，原因在于速断电流灵敏度的问题，然而当电力系统阻抗较大时，动作电力便会取更小值[4]。倘若忽略电流速断对整定过程的影响，那么配电变电站运行中产生的电流会超过速断保护值，导致跳闸现象出现。一般来讲，智能变电站的二次回路出现故障的概率较高，原因就在于该环节的继电保护装置与众多回路相关，并且接线极为复杂。同时，在对相关装置进行运维检测时，会对二次回路的接线有所忽略，所以也就导致二次回路接线故障频繁发生。

随着电力系统规模的逐步扩大，许多智能变电站的电力系统中的短路电力也在不断变化，倘若在配电与变电出口出现短路，会造成电流数值异常提升，甚至会超过额定电流数值的上百倍。而通常情况下出现短路电流数值越高，电流互感器的误差便越大，进而导致电流速断保护的灵敏度下降而无法完成相关指令操作。

2.2 750 kV智能变电站继电保护配置的保护措施

1）复合电压过电保护。在部分无法达标的智能变电站的电力系统当中，一般会采用变压器或是过电保护去实现对复合电压的过电保护功能。具体来讲，其工作原理便是当电力系统中发生不对称电流短路状况，则会触发电流继电器工作，而此时保护装置内的闭合触头便会打开，造成低压继电器失压，之后闭合触头再次闭合，中间继电器恢复工作。一旦电力系统发生短路故障，由于在短路的瞬间会出现极大短时负序电压，从而出现电压继电器失压情况，电力系统中度蓄电压消失之后闭合触头则会闭合，所以促使继电保护配置中的电压元器件的灵敏度得以提升[5]。

2）电压限定延时过电保护。外部短路问题在智能变电站的电力系统当中时有发生，进而出现的过电现象会导致过负荷电流出现，严重降低了电力系统的稳定性。虽然从数值来看，与一般额定电流并无太大差异，但当电力系统外部发生故障时，发电机的过电保护装置便会发出跳闸指令；当电力系统发生过负荷故障，电力系统的继电保护装置同样会给出相应的指令动作。所以，在配置智能变电站的继电保护装置时，会将部分低电压元器件引入到电流保护系统中，从而实现对故障成因的更好区分。

3 结语

随着智能电网与变电站的大力推广，继电保护也遇到了新的发展机遇与挑战，需要不断突破瓶颈，在原先的配置与功能方面进行提升。现如今越来越多先进技术在咨询服务能力的继电保护系统中得到运用，不仅能够缩短继电保护装置的故障反应时间，还能大大提升电力系统的安全性。由此看来，未来我国针对智能变电站的建设投入会更大，也就表明智能变电站的继电保护配置势必要迎来新的提升，电网的运行稳定性同样会有质的飞跃。