35kV继电保护的配置及整定计算分析

中国石化海南炼油化工有限公司 张玉林

35kV 变电站的继电保护系统中需配置多种设备，且各类设备的保护对象也存在差别，最终形成由内而外的全面性安全防护系统，在此过程中各类设备的配置目的是实现对于线路、变压器和母线及馈出负荷的保护，这要求所有配置的设备都需根据电气设备具有的功能和运行方案，对各类电气设备的工作状态能够做出相应调整，使该系统能安全经济平稳运行,做到在确保安全基础上能进一步优化电气系统运行质量。

1 35kV 变电站继电保护系统的配置

1.1 线路保护系统

目前公司35kV 变电站配置的电气SCADA 系统能实现对继电保护系统的自动控制，整个电气系统建成后一直在不断优化提高。在当前的线路保护系统运行过程中，一方面线路保护装置可根据该系统的本身运行状态对实时的工作参数和设定的参数做出比较，当发现某项参数超出了其设定值时线路保护装置作出响应，从而在一定范围内切断被控制的线路，同时其他的线路投入运行。这样既防止线路运行中出现了超出运行允许值时对各类线路造成的冲击，同时也可提高下游供配电系统的运行稳定性；另一方面，对于线路的保护中，在供配电系统中配置了相应的的测量计量电气元件，这样既可把所有的电气数据传输给电气SCADA 系统或上级变电站，以便适时发出控制指令，从而使继电保护系统可以做出响应，从而保护各类设备，确保该系统可以维持高效安全平稳运行。

1.2 变压器保护系统

35kV 变电站中的核心设备是变压器，变压器必须要能处于持续性的可控状态，才可以尽可能防止其连续运行过程中出现故障。关于对变压器的保护配置，一方面要能实现对运行参数的实时监控，另一方面要借助通信装置把所有获得的信息传递给电气SCADA 系统，而电气SCADA 系统发出的控制指令可发送给其它相关多种电气设备，从而使整个供配电系统做出正确的响应[1]。在变压器的保护装置配置中，一方面会正确安全地配置各类传感器或变送器，该传感器的作用是把所有电气参数以电平信号或电磁信号模式发送，由系统中的通信装置将所有信号都传递到控制中心—电气SCADA 系统，而在各种保护控制装置中，要根据已设定的运行程序和保护程序及保护定值分析所有信号的当前作用范围，当发现某信号已超出允许运行上限时，则要分析该系统的具体运行过程，系统中本身是否存在的运行故障，还要根据各类控制信息对可能存在的运行故障做出预测，之后把这类信号以声光报警或动作跳闸的形式传递给电力调度或运行值班人员，从而实现并加强了对运行变压器的日常运行维护监管力度。

1.3 母线保护系统

35kV 变电站的母线保护工作，能够从根本上决定该变电站能否处于正常运行状态，在系统的保护配置工作中，一方面要通过继电保护装置的配置，分析当前母线系统中，是否会在出现了干扰的电子感应信号时，该系统中已经配置的各类设施，能够将这类干扰消除，以免造成误动。另一方面，在当运行的母线出现预警或跳闸信号时，母线实际已经完全出现或者部分出现故障，传感器要能够迅速将这类信息传递给控制中枢，当发现这类信息存在或出现严重风险或故障时，该报警信息应能够立即被电力调度或运行值班的相关人员所识别，之后立即投入相应的报警复位或故障排除工作，以避免电气系统异常运行或导致电气故障扩大。

2 35kV 变电站继电保护系统的质量保障

2.1 继电保护设备的检查

继电保护系统中配置有多种电气设备，其中应用的所有设备都须经过全面的事前检查，如对于某型号的保护装置，在检查时要研究其能否承担的电流运行上限，同时对响应动作的发出时间、响应动作等信息做出精准控制，在状态的运行调整方案中要做出协同处理，在得到各类信息后则需对相关信息和各类工作参数做出进一步的调整。对于数量较多的继电保护装置可采用抽样检查的方法，对样本空间内所有设备做出破坏性检查工作，当发现该设备运行过程可满足设计标准时则确定该批次的设备可以投用。

2.2 配置方案调整

对于各类设备保护配置方案调查时，首先需确认在考虑配置过程中是否是根据设计的相关方案分析继电保护设备的装配位置、装配要求和状态流程，且要审核是否存在设计漏项等，从而确保在继电保护系统运行时可有序有效地防范系统中存在的各类风险[2]；其次要实现对于各类继电保护设备运行状态的调查，可通过试运行方法研究当前所有设备是否能正确传回信号，当发现无论何种调整系统的运行状态都无法取得各类信息，可确定该设备本身就存在问题，要能够在试运行阶段直接将此类设备拆除或替换；最后是根据设计标准在系统中配置冗余装置，该装置在系统的日常运行过程中处于备用状态，而在某设备故障或无法运行时立即投入该设备，且保证该设备能够对于故障的发生区域和故障设备的类型进行报警或动作跳闸，以保证能够在后续的故障排除过程中可发挥应有的作用。

2.3 运行状态跟踪

在继电保护系统运行状态的分析过程中，要根据日常各类设备和系统所传回数据的模式进行分析。在实际工作中，一方面要根据调度或运行值班人员所反馈的结果分析当前所有设备的运行参数，如某反馈信息是虽然整个系统在故障发生时能第一时间发出警报信息、但存在故障发生地点的错误定位问题，发生概率为5%，发现该参数已高于系统设计过程中的允许参数上限，则在后续工作中要根据当前所有设备的运行原理和运行要求分析这一问题的发生原因，之后由专业人员对相关故障进行排除或调整相应的设定值，从而提高该系统的运行稳定度或报警的准确性；另一方面要根据系统运行状态的相关参数对整个系统不断完善，比如在实际工作中发现该系统当前工作无法覆盖全部的功能，如无法对变压器温度、电机运行时间、故障的类型、原因和设备本身信息做出显示，则在该系统的后续升级优化过程中，必须要能够实现对于以上问题加以改造，以使该系统的运行质量本质安全得到不断升级优化。

2.4 系统性能调整

系统的性能调查要覆盖两方面：一是在整个系统建成投用后的试运行阶段，通常情况下继电保护系统有可能会出现电气参数超限现象，或电力系统在异常运行时继电保护系统未能在第一时间做出响应动作。在系统的试运行阶段，可采用在一定范围内超出电力负荷的工作参数，通过对该参数的使用，分析当前的继电保护系统是否能按照设计要求做出正确的响应工作。当发现无法满足这一工作要求时则可确定在目前的系统配置过程中存在问题，要适时进行变更；二是在系统实际运行过程中的性能调整，在具体工作中，要根据电力调度或电气运行值班人员主动提供的反馈意见和建议研究当前所需要加入的其他功能，同时实现对整个系统的运行稳定度和运行质量的完善性进行分析，当发现其中需要存在的功能未能建设时则要在系统中逐步加入。

3 35kV 变电站继电保护系统的整定计算

3.1 主变压器的整定计算

35kV 变电站的主接线通常为单母线分段方式，且会把电源的进线配置成A 线和B 线，与其相对应的母线分别称为A 段母线和B 段母线，分别由两段母线上的两台变压器带所有负荷，因此在变压器的整定计算时要综合考虑所有负荷线路的电气参数，一方面要分析电路的速断保护能力，在该过程中需要使用差动速断电流、故障电流进行计算，当发现主变压器可以规避外部线路出现故障时，以及变压器由于本身故障产生的涌流时，则会在变压器中生成不平衡电流，所以整定计算过程可按照最大的不平衡电流值对整定值进行核算[3]。

该过程中必须要能够科学估算最大电流值，而依据是在变压器中电压恢复瞬间产生的励磁电流，通常该最大电流值为正常参数的3至5倍，其中小容量的变压器取值5倍，大容量的变压器需要取值3倍。之后根据核算过程的计算公式对于各类参数做出计算，而在短路故障发生之时可能会在整个变压器内部产生最大电流参数，之后在整定计算过程也要考虑该设备的运行灵敏度，通过对该参数的测试可找到两个参数间的配合关系，最终求取电流速断的响应参数延迟时间。另一方面是分析该系统对于电能的保护能力，该过程中需根据变压器的额定电流参数获得具体的保护参数，通过对相关公式的使用，再加上一些的经验值，就可实现对于各类参数间的有序配合。

3.2 断路器的整定计算

在复杂的电气系统保护工作中要根据三个因素进行分析，首先是瞬时电流的保护工作，要根据该系统运行过程各类故障产生的瞬时电流，分析各个电流方向上的最大电流值，在具体处理过程中还需考虑上级的保护设定参数，通常要求该电流数值不得低于700A 且要分析灵敏度[4]；其次是对于方向限制的电流保护性能，该过程要能规避各类线路末端故障对灵敏度的影响；最后是对于不同电能方向的过电流保护工作，要根据系统的最大电负荷值对继电保护工作进行整定核算，通过具体的分析工作给出相应的定值参数，并确定各类故障的灵敏度参数。

综上，35kV 变电站的继电保护工作中，需实现对于母线的保护、变压器的继电保护、各类线路的继电保护等，在继电保护工作中需根据已配置了的自动化系统对所有设备做出相关的响应动作，同时也要确保所有设备的建设质量符合标准。在系统建设过程要分析主变压器的整定计算和线路的整定计算两个项目，以确保该系统可高质量安全运行；在系统运行过程中要不断总结、不断优化，才能够在确保设备本质安全的前提下实现电气系统的安全经济平稳长期运行。