继电保护技术原则在变电站二次设计中的应用

庄培 马侠飞

摘要：随着科学技术的发展，继电保护技术不断革新，保护的种类和型号层出不穷，不同的继电保护厂家提供的设备存在很大的差别，不利于工程的建设和电力系统的运行维护。为了统一继电保护在变电站工程的使用，需要设计过程中执行继电保护技术原则。本文就继电保护设计原则、继电保护选型、继电保护配置与组屏方案、变电站二次设计注意事项等进行阐述，为变电站二次设计工作提供支持。

关键词：继电保护;变电站二次设计;应用

一、变电站二次继电保护设计原则

变电站二次设计的过程中，我们需要不断地完善相关的管理，按照相关的要求进行设计和完善，从加强继电保护技术的发展，这样就能更好地建设变电站，保证输电的质量，减少问题的出现，要综合考虑继电保护技术使用的规则，提高它的实用性和经济性，降低生产的成本，促进我国变电站的收益，使得变电站能够实现长远的发展，为我国经济建设做出贡献，在遇到问题时能够及时发挥作用，从而使得电量能够以最高效率进行输出，这样就能完善变电站二次设计，从而减少问题的出现。

二、继电保护技术原则在变电站二次设计中的应用

2.1二次设备的选型

变电站二次继电保护设备选型时，要结合工程的具体情况，综合考虑电力系统的近期发展规划、电力设备和电网的结构特点和运行特点、相关专业的技术发展状况、经济上的合理性、其他工程的经验等。优先选用具有成熟运行经验的保护装置，大胆积极地尝试新型产品。在同一变电站内保护装置的型式、品种不宜选择过多。双重化配置的两套主保护要选用不同厂家不同型号的装置。

2.2继电保护配置与组屏方式

2.2.1主变压器保护

110kV变压器保护一般采用电气主保护、非电量保护、各侧后备保护装置独立的配置方案，合组一面屏;也可以采用分别组屏的双套主后合一的电量保护和一套非电量保护的配置方案。电气主保护可以选择比率差动保护或者差动速断保护，也可以增加配置反映轻微故障的故障分量差动保护;高后备保护配置复压闭锁过流保护、零序过流保护、间隙保护、过负荷保护等;低压后备保护配置复压闭锁过流保护、过负荷保护、简易母差保护等;非电量保护配置本体重瓦斯、调压重瓦斯和温度过高等。

220kV及以上电压等级的变压器配置两套独立的、主后一体的、能反应变压器各种故障及异常状态的微机型电气量保护和一套非电气量保护，两套电气量保护各组一面屏、非电气量组一面屏。两套主保护采用不同涌流闭锁原理的比率差动保护，每套主保护配置差动速断保护功能;高压、中压侧后备保护配置两段带偏移特性的阻抗保护、两段复压闭锁（方向）过流保护、两段零序（方向）过流保护、中性点间隙零序过流和零序过压保护、过负荷保护等;低压侧后备保护配置两段复压闭锁过流保护、过负荷保护、简易母差保护等;非电量保护配置本体重瓦斯、调压重瓦斯和温度过高等，也可以根据工程实际情况自定义相关的保护。

2.2.2线路保护

每回110kV线路配置一套带有重合闸功能的、主后一体的线路保护，每套线路保护装置组一面屏。单侧电源的线路负荷端不配置线路保护，电源侧变电站配置线路主保护为纵联距离保护;双侧电源、多级串联、短距离且双线同杆架设的线路，线路各侧配置线路主保护为光纤电流差动保护。后备保护配置相间及接地距离保护、零序过流保护、PT断线过流保护、双回线和不对称相继速动、自动重合闸功能等。

220kV及以上电压等级的线路，每回线配置两套完整的、相互独立的、主后一体的微机型线路保护，且每套保护配置双通信通道;对于长距离、重负荷的500kV主干线路考虑配置三套线路保护。以主保护为单元进行组屏，主保护与其使用的附属设备共同组屏。主保护可选择配置縱联距离（方向）保护或光纤电流差动保护，每回线路具备一路光纤通道的至少配置一套光纤电流差动保护，具备两路光纤通道的线路的配置两套光纤电流差动保护。后备保护配置相间和接地距离保护、零序过流保护、三相不一致保护、过流保护、自动重合闸功能等。

2.2.4操作箱

操作箱是保护控制回路中最重要的组成部分，保护装置动作和遥控出口通过操作箱控制对应的断路器，实现分合闸操作。因此，操作箱必须具备与保护、测控配合的分合闸回路，有连接到断路器的合闸线圈和第一组、第二组跳闸线圈的传动回路，同时，还要有断路器的分合闸位置监视、分合闸回路监视、断路器气压监视等回路并发出信号，另外，要具备外部跳闸入口、发出控制回路断线和事故总等告警信号功能。

2.2.5电压切换箱

对于连接在两条母线上的线路、变压器等设备，为了保障保护装置开入的电压与设备所在母线一致，需要配置电压切换箱。电压切换回路采用保持继电器接点，切换回路有运行方式指示灯。电压切换箱具有隔离开关位置开入，通过隔离开关的位置判别被保护的设备所在母线，自动切换电压开入保护装置。电压切换箱有切换动作告警和切换回路断线告警等功能。

2.2.6保护信息管理子站系统

保护信息管理系统是一个信息收集、整理和分析的平台，可以快速、简便、全面地获取继电保护各类信息。子站系统是安装在变电站内负责与接入保护装置及故障录波器通信，完成规约转换、信息收集、处理、控制、存储，并按要求向主站系统发送信息的硬件及软件系统。子站系统一般包含子站主机、采集单元、工作站及相关网络通信设备。子站主机负责与主站系统及接入子站系统的保护装置及录波器通信。当变电站接入的保护装置及录波器数量较多时，要配置采集单元，由采集单元负责接受子站主机命令，实现与保护装置及录波器通信。子站工作站用于现场调试和就地信息显示，负责就地调取、显示及分析保护装置及故障录波器信息，查询历史信息，完成采集单元、子站主机及网络通信设备等装置的配置。及相关网络通信设备。子站主机负责与主站系统及接入子站系统的保护装置及录波器通信。当变电站接入的保护装置及录波器数量较多时，要配置采集单元，由采集单元负责接受子站主机命令，实现与保护装置及录波器通信。子站工作站用于现场调试和就地信息显示，负责就地调取、显示及分析保护装置及故障录波器信息，查询历史信息，完成采集单元、子站主机及网络通信设备等装置的配置。

三、结语

在变电站二次设计中，贯彻执行继电保护技术原则，使设计的编制有章可循，为保护配置、保护功能和技术要求、组屏方案、接线方式等方面提供设计依据。有利于优化变电站保护方案，提升设备利用率，改善继电保护装置与其他设备之间配合的科学性和合理性，提高专业设计水平和设计质量，降低工程成本，有利于变电站工程的建设和运行管理。

参考文献：

[1]《输电线路保护装置通用技术条件》[S].GB/T.15145-2008

[2]《继电保护和安全自动装置通用技术条件》[S].DL/T.478-2010

[3]《电力系统继电保护柜、屏通用技术条件》[S].DL/T.720-2000