220kV变电站主变保护双重化保护实施

任玉龙 韩顺杰

摘 要：做好220kV变电站主变保护，能够更好实现变电站应用，达到更好的电力传输效果。本文就220kV变电站主变保护双重化保护实施策略进行探索，希望可以为变电站的更好应用提供借鉴。

关键词：220kV变电站;双重化保护;保护策略

一、双重保护在主变保护中的应用

在变电站的主变保护系统中，双重保护占据至关重要的地位，倘若双重保护产生技术问题，则会造成严重影响。因此，应当对变电站的主变保护工作进行高度关注，因为后备保护原理存在一定不足之处，这样很难有效保护主变保护系统。因此，为了确保主变保护双重化保护系统运行工作的安全性、稳定性与高效性，应当开展主变保护双重化保护工作，进而使整个电力系统得到保障。关于主变保护双重化保护系统方面，主要包括双重化保护智能综合自动化技术与双重化保护系统配电网自动化技术。

二、220kV变电站主变保护双重化保护原理

（一）二次谐波原理比率制动差动保护

对于变压器而言，其主保护就是比率制动式差动保护，此种保护的应用能够减少变压器之间的故障产生，减少可能发生的短路故障，高压侧单项接地短路与匝间层间短路故障体现出来。在空投变压器的过程中，励磁涌流会引发保护误动问题，通过二次谐波制动原理，能够对变压器进行良好保护。在差流速断整定值低于任意一项差动电流的情况下，瞬时动作会在出口对差流速断保护进行落实。通常情况下，会对所有相差流开展监视工作，在越限启动门槛低于任意一个相差流的情况下，就会将继电器开启，并对差流越限启动工作进行落实。

（二）复合电压过流保护

对于变压器，或者相信元件而言，复合电压启动属于后备保护，能够实现过流保护。为了更好进行启动配置保护，则需要做好相应配置，此方面主要包括两段，每一段都需要依照不同的时限来进行设置。过流保护与灵敏度之间的配置需要相符，需要保证其与规定保持一致，这就可以将“复合电压投退控制”设置为“0”，这样在退出“复合电压投退控制”之后，配置就可以满足过流保护需要。过流保护的两段设置则可以根据需要进行每段电流、电压、时限的控制，更有利于时限电流保护。

三、220kV主变压器的保护配置原则

（一）坚持两套相互独立的保护原则

在220kV主变压器中，会对两套独立的主保护进行运用。在各套主保护中，基本都会对整体系统的后备保护进行配置，与此同时，关于交流与直流的回路方面，还应当使两套主后备保护的独立性得到保障。对于正常运行方式而言，最为适宜的方法就是，应当在同一时间内，投入两套独立的主保护。此两套独立的主保护能够给予电流互感器独立保护，让其两个次级的绕组均纳入到保护中来，实现更好的保护效果。第二套主保护方面则可以放置于电流互感器以及主变套管电流互感器之间，这样所产生的保护更具独立性，也能够随时根据需要来进行保护切换，在旁边进行断路器应用时候则可以替代主变断路器使用，保护效果更佳。第一套主保护进行切换的过程中也可以对旁路断路器进行应用，这样则可以切断第二套主保护，也能够切断相应的后备保护。

（二）堅持智能化与科学化原则

应当通过智能化与科学化这一原则，针对220kV主变压器，统一开展相关检测与远方调度工作。在开关柜内部位置处，应当直接安装220kV变电站主变保护双重化保护系统的数据采集和控制单元，通过交流采样形式，之间有电流或者电压互感器开展相关测量工作，这样能够将电量变送器这一环节删除，在部分情况下，还可以将开关柜内的指示仪表关闭。通过智能化这一组织原则，能够针对有关信息内容，智能开展采集与检测工作，并对系统资源的配置进行整体安排，实现运作环节的一体化，增强运行工作的科学性、合理性与有效性。通过自动化系统，能够实现工作人员数量的减少与运行效率的提升，有助于强化劳动质量与精确度。

（三）选择安全、可靠的主变保护运行方式

在对220kV主变电器进行运用的过程中，在排除电量（气体）保护必须投跳之外，可以依据电网具体运行情形，对安全可靠的主变保护运行方式进行选用。为了使继电保护操作电源的安全性与可靠性得到保障，应当对继电保护装置抗干扰能力进行提升，进而有效避免二次寄生回路问题的产生。为了实现抗干扰能力的有效提高，应当对《继电保护及安全自动装置反事故措施要点实施细则》中的要求予以研究，要求对于其中的二次回路抗干扰要求规定进行落实，对其中抗干扰性达到提升效果。此外，在主变保护运行中还需要将后备保护要求纳入进来，这样可以让主变保护的运行更为安全。为了避免寄生回路问题的产生，在进行设计时候还需要做好空接店的设置，这样便可以将不同直流回路完全连接起来，这样则可以实现更好保护运行。

四、220kV变电站主变保护双重化保护实施

（一）220kV变电站主变双CPU保护

伴随着计算机技术突飞猛进的发展与进步，涌现出许多高性能计算机芯片，这样能够确保将主保护与后备保护合而为一，也能够为主变压器提供双重化保护。在具体的应用过程中，也能够实现主变电和后备保护的合并，也能够就变压器提供双重化保护。尤其在一套保护产生异常的情况下，另一套保护则能够快速启动，依然能够对变压器进行保护。与此同时，为了最大限度对接线进行控制，进而对由于二次回路接线复杂，所引发的差错或者隐患问题缩减，则可以对双CPU进行应用，对主变成套保护装置提供保护。双CPU系统中，双重保护则可以分别工作，一套为CPU系统进行监控保护，另一套则可以对CPU系统进行保护。在结束和上位机的通信管理与监控测量工作之后，关于有关巡检数据信息方面，保护CPU会定时将其输送至双口RAM某地址，这样一旦保护CPU系统产生故障问题，这些巡检数据信息也能够为监控CPU系统提供查询，但是并不会改变双口RAM的数据信息，保证了数据的安全性。如果在20ms内，监控CPU的巡检数据查询不发生变化，这种情况下，则可以判定保护CPU中存在故障问题。与此同时，还会就其中故障进行报警，并将其上传到上位机系统，对其中故障进行检查。监控CPU系统中一旦保护系统发生故障，上位机如果无法接收到小机箱信息，小机箱则会发出相应信息进行提醒，通过这种方式来促使变电所无功电压综合控制工作予以很好完成。

（二）主变保护双重化220kV侧后备保护

通过具备偏移特性的阻抗保护，能够对正方向指向变压器开展保护工作，进而确保220kV阻抗保护工作的完成。关于变配电站综合自动化系统的外电缆设计工作方面，其相关工作非常简洁，只是需要一根通信电缆与电源线，其中，电源线为220kV的交流电源。通常情况下，通信电缆会对计算机用屏蔽电缆进行选择与应用，除了使用的之外，还会配置备用电缆，亦或是对双芯屏蔽双绞线进行选择与应用。为了实现其抗干扰能力的提升，一些变电站工程在进行启动工作时，会对电缆的使用进行考量，关于电力监控器方面，应当通过专用电源，统一开展供电工作，进而使供电工作的安全性与可靠性得到保障。这样在一些故障情况下，例如：电压二次回路失压、断线闭锁、切换过程交流和直流失压等，能够避免变压器低阻抗保护误动问题的出现。

（三）220kV主变双重化综合保护

应当对二段式保护进行运用，在第一段中，应当带方向，220kV母线为方向指向，所设置的时限为所设置的时限为两个，第一时限主要是断开220kV母联断路器，第二时限则是断开本侧断路器。在第二时限中不得进行方向携带，而是主要对跳开变压器各侧断路器予以保护。在第三相CT组成的零序或者负序回路中，需要首先判别连接电流，然后再跳开220kV断路器保护，这样达到保护效果。如果保护为单项式延时动作，则会载有调压闭锁，这样风机打开之后则可以保证负荷保护，避免电流超负荷。保护属于单相式延时动作于信号，则能够让公共绕组过负荷保护工作及时完成。

通过二段式保护，能够对单相式延时动作信号进行保护，进而确保公共绕组过负荷保护工作的顺利完成。在串联失灵启动节点和电流判断过流节点的过程中，通过硬压板，可以对失灵启动回路进行建构。当前，针对许多方面开展了大量研究工作，主要包括电力电子装置控制理论和控制算法、在电力系统中，所有电力电子装置的行为和作用、灵活交流输电系统、直流输电的微机控制技术、有源电力滤波技术、大容量交流电机变频调速技术、新型储能技术、动态无功补偿技术等。

关于先进新技术的研究工作方面，也取得了一定成绩。在中科院的《电力双重化保护实施方案》中明确提出，在220kV主变双重化综合保护系统与变配电站综合自动化系统中，将继电保护、數据监测与远方调度紧密联系起来，融合成为一个整体，在开展变配电自动化设计工作的过程中，应当注重依据工程的具体情形，科学开展相关选择与应用工作。在选择并应用变压电站综合自动化系统的过程中，应当最大限度确保其科学性、合理性与有效性，这样在开展电力系统自动化设计工作时，能够对具备较高精确度的数据信息进行提供，进而通过技术层面，高效保障电力系统自动化设计工作的开展。为了确保主变保护双重化电量保护工作完成，需要做好电源回路设计。在此设计过程中需要依照变压器厂要求规定进行，避免设计无法满足实际需要。跳闸型非电量则可以运用瞬时或者延时跳闸形式，这样则可以对信号进行瞬时发送，所达到的保护效果更为即时高效。

五、结语

为了实现变电站运作效率的提升，在开展220kV变电站建设运作工作的过程中，应当不断增强双重保护实施的科学性与合理性。在220kV变电站的主变保护工作中，应当对科学合理的双重化保护系统进行选择与应用，这样能够将具备较高精确度的数据，提供给电力系统的自动化设计工作，为电力系统自动化设计的提升，提供重要的技术保障，进而确保主变保护双重化电量保护工作的完成。

参考文献：

[1]潘金祥.110kV变电站主变差动保护动作原因分析[J].通信电源技术，2019，36（03）：198-199+202.

[2]张家福.220kV变电站主变后备保护与10kV侧出线保护配合问题[J].自动化应用，2018（11）：151-152.

[3]袁晓峰，李清明，柳亮，靖炜.110kV变电站主变差动保护升级改造施工技术及方法[J].绿色环保建材，2018（10）：211+214.

[4]肖志强.110kV大降坪变电站主变差动保护误动作分析[J].广东科技，2017，26（07）：69-70.

[5]姚伟.谈220kV变电站主变保护双重化保护实施[J].中国高新区，2017（10）：86.

作者简介：任玉龙（1992-），男，汉族，山西人，研究生，在校生，电气工程专业。

*通讯作者：韩顺杰（1972-），女，汉族，吉林长春人，博士研究生，教授，电气工程专业。