分析变电站中二次继电保护的设计方法和问题侯雯

分析变电站中二次继电保护的设计方法和问题侯雯

侯雯

（云南红河电力设计有限公司）

摘要：近年来，在我国经济迅猛发展的同时，也带动了我国电力企业的成长，变电站迅速的在全国范围内兴建，电力企业发展取得了喜人的成绩。而电力资源也成为我国社会各生产领域和人民群众生活中不可缺少的一部分，变电站的建设主要是为了保障电力能源能够准确的输送给用户，其中保护变电站稳定、安全的关键环节是二次继电保护，但随着我国用电量需求的不断上升，变电站建设中二次继电保护设计上存在着亟需解决的问题，为此，文章分析了变电站中二次继电保护的设计方法和问题，及时找到影响二次继电保护发挥作用的影响因素，为变电站的稳定与安全提供有利支持。

关键词：变电站；二次继电保护；设计方法；存在问题

电力行业具有危险性高的特点，工作中极易对工作人员的生命健康带来威胁，而二次继电保护是降低安全事故发生几率的重要手段。但二次继电保护设计中由于受到各项因素的影响和制约，仍存在一些问题得不到有效的解决，这也成为我国电力企业发展面临的主要问题，为了尽快找到解决办法，应对二次继电保护设计进行更深入的分析，明确设计方法上存在的不足，尽量避免设计弊端对二次继电保护发挥作用带来不利影响。

一、变电站二次继电保护设计中存在的问题

一方面，变电站二次继电保护在设备选型上经常出现问题，尤其是在零序保护、变电站后台系统管理、母线电压切换上经常因选型错误而引发故障。例如，在零序保护上，经常出现电压等级与系统电压等级不相符合的情况，最常发生的故障就是单相接地，在发生类似这样事故时，必须对故障及时切除，才能保护整体电路不受损伤。而在变电站后台系统管理上，科学的管理能够自动对变电站系统进行优化，从而提高系统数据的真实性和准确性，保障全天24小时都能充分发挥监控作用，但由于选型错误，对系统运行速度造成了不利影响，从而无法使后台系统管理实时监控变电站的运行情况，一旦出现事故也无法及时发现[1]。除此之外，在母线电压切换上，必须使用双母线才能保障母线电压与直流电源之前顺利的进行二次切换，从而提升母线运行的稳定性，避免出现接触不良的情况，失去对电压的保护。但一旦出现二次设备选型错误，母线电压切换时可能出现接触故障，无法实现顺利的电压切换，影响电路运行的稳定性。

另一方面，在继电保护组屏设计与配置上经常出现问题。通过继电保护组屏设计与配置能够优化变电站运行，找到变电站运行中存在功能差异的个体，其中经常出现问题的方面有三个：一是，母线保护设计上和短路其保护失灵设计上，失灵保护错误造成变电站出现故障的主要表现是，失灵保护相关回路被错误启动，即使对失灵的原因进行了更准确而全面的判断，但系统并没有通过跳闸来实现保护。二是，在线路重合闸设计上，当变电站运行中出现保护失灵的情况，母线可以发挥作用判定失灵状况下的电流，在这个过程中必然会与线路重合闸发生关系，所以二次保护中设计中，辅助设备的设计一定要存在冗余，而在与辅助设备相关的线路中必须进行重合闸设置，这样能够在变电站中建设两套完整且独立的保护装置，从而提高了保护设计的稳定性[2]。另外，国家对两套线路保护装置做出了要求，要求其必须具备重合闸功能，所以在两套独立的线路保护外，还要有第三条回路连接重合闸，在这个过程中只能依靠合用线路对三跳做出保护，三跳与其它两套独立保护线路并不发生任何关系。三是，在电压切换箱接线设计上，为了变电站在运行过程中不因接触不良问题出现失压事故，在进行电压切换箱设计时采用了双位置接点设计模式，但这项设计存在一定的风险，一旦发生操作错误，就会出现反送电现象，从而引发变电站安全事故，造成人员伤亡、设备损坏。所以，电压切换箱接线接点设计可以在双重保护条件下设计成单输入形式，避免回路切换过程中出现异常影响变电站运行的稳定性。

二、变电站二次继电保护的设计方法分析

文章通过案例分析的方式，对变电站二次继电保护的设计方法进行具有分析，某变电站利用自动化系统进行继电保护设计，设计要求实现对二次设备运行状态的实时监控和保护。

首先，变电站的规格为220kV，按照其智能化的设计要求，必须将具有信息采集作用的常规互感器合并到智能终端的相应单元上，然后在进行母线线路设计，其中主要包括4条回路设计、2条变压器支路回路、网络母线组网、电压过程层以及各项冗余配置，而且还要根据GOOSE的思路考虑智能化模式下信息的共网传输问题。结合设计要求，此次变电站保护装置的好时间诶主要采用的直采模式配置，这种模式具有较高的稳定性、可靠性和灵活性，但在设计过程中忽略了时钟源头可能产生的影响，并在不同跳闸原理基础上，建立了满足符合设计要求的典型继电保护结构[3]。

其次，直采直跳模式设计上，主要采取的是以母线为主的形式，系统结构为主变保护，在这样的设计形式下可以实现管线的直连，并且能够对设备进行采样，从而在系统运行过程中对特殊部分的支路保护和管线连接链路的保护上也能充分发挥出作用。

最后，在网采网跳设计上主要采用的是网络保护模式，直接对系统内的跳闸做出保护动作，共网模式是GOOSE以及SV网络，其具体的模式如图1所示。为了能够保障此次二次回路设计的稳定性，使系统运行过程中电压以及电流都能保持在正常的运行状态下；而且变电站在智能化技术支持下，二次系统中的各项装置能够与光纤处于正常的连接状况，要对继电保护中虚端子的连接情况进行全面而严格的分析，保障虚回路的各项体系都能处在正常的运行范围内，一旦发现问题要及时调整继电保护设计，避免在变电站运行中出现安全问题[4]。

图1

通过这样的系列设计和实践操作，合理的完成了对此次智能化继电保护回路体系的设计，并且在后续的实际操作中，继电保护能够持续处于稳定运行的状态，为变电站的持续、稳定、安全、可靠运行提供了强有力的支持。

结束语

综上所述，二次继电保护设计是保障变电站稳定运行的关键手段，其本质上是在既有的继电保护装置和组屏设计基础上，结合变电站运行的实际情况对保护组织进行的二次设计，通过二次设计能够保障变电站在运行过程中持续处于稳定状态，发生故障也能够及时做出准确的判断，避免故障范围的扩大。所以，在变电站二次继电保护设计上要做好质量控制，避免设计与变电站实际情况出现不相符合的问题，而且要预测后续可能出现的风险问题；另外，要对变电站的实际情况进行综合分析，选择合适的二次保护设备，降低选型上发生问题的几率，从而保障二次继电保护作用的充分发挥。

参考文献：

[1]翟宇斌.探析智能变电站二次继电保护中存在问题和其安全措施[J].建筑工程技术与设计，2016，23（32）：1228.

[2]李瑞芳.二次继电保护改造工程在变电站二次技改中的分析[J].建筑工程技术与设计，2015，19（33）：1013.

[3]李彬彬.智能变电站二次继电保护存在的问题及完善建议分析[J].山东工业技术，2015，28（22）：160.

[4]顾松琴.关于变电站的二次继电保护设计方法及问题探究[J].中国信息化，2013，13（8）：340-340.