变电运行中继电保护操作技术分析

变电运行中继电保护操作技术分析

李元杰

(广东电网有限责任公司湛江廉江供电局广东廉江524400)

摘要：在变电运行中,继电保护作用重大。基于此，文章就变电运行中的继电保护问题展开探究,分析了相关的变电站运行中继电保护典型操作的基本技术原则,以期能够为变电安全高效运行提供支撑。

关键词：变电运行；继电保护；操作技术

伴随着经济社会的快速发展,电力系统的运行是否安全可靠，不仅关系到老百姓的日常生产生活，同时还在很大程度上决定着社会发展速度。就目前而言，在电力系统运行中,继电保护是保护变电运行的重要装置，当系统出现异常或是故障时，继电保护装置就会向工作人员发出信号并进行必要的应急处理。对此，必须高度重视和使用继电保护技术。

1.操作技术原则分析

变电运行操作是变电运维人员工作的重要组成部分，其正确性和规范性直接涉及一、二次设备的运行安全，影响运行操作的工作效率和效果，需要将变电运行技术和继电保护技术有机结合，对典型操作进行规范。

1.1旁路转代500kV主变220kV侧断路器

传统操作方式在将两套差动保护同时退出，切换220kV侧电流回路到旁路，旁路断路器带负荷，拉开主进断路器，检查差动保护无差流后，再将两套差动保护投入，存在两套差动保护同时退出问题；优化后先将一套差动保护退出，再将旁路断路器电流并入保护回路，检查差动保护无差流即投入，同样再进行另一套操作，解决了两套差动保护同时退出的问题，并且保证一次系统操作时两套差动保护同时在投入状态。转代后不必退出主变保护和母线保护跳被转代断路器的跳闸出口。

1.2旁路转代220kV线路

考虑到转代操作中旁路断路器和线路断路器并列分配线路电流，纵联距离（方向）保护不会因分流而拒动，区内故障能动作，而纵联差动可能因分流而误动或拒动，同时需保证线路不失去纵联保护。旁路转代线路断路器有以下情况。

对于转代后旁路至少有一套纵联距离（方向）作为主保护的，实行原有的“热转代”（合上旁路断路器，再拉开线路断路器），纵联距离（方向）保护不退出，若另有纵联差动保护作为主保护，为防止差电流造成误动作，则可在转代操作中临时退出纵联差动保护。

对于转代后旁路仅有纵联差动作为主保护的，实行“冷转代”（先拉开线路断路器，再合上旁路断路器，线路潮流短时中断），单电源线路情况下为避免损失负荷而实行“热转代”。无论“热转代”还是“冷转代”，操作过程中仅有的纵联差动保护一直在投入状态。转代后不必退出线路保护和母线保护跳被转代断路器的跳闸出口。

1.3线路或主变设备转检修

线路或主变一、二设备由运行转检修，为减少操作工作量，同时避免对公共保护的操作，只断开检修设备保护跳其它运行设备的出口压板、失灵启动压板、启动其它保护的压板及远跳压板、线路纵联保护压板（防止误跳线路对侧断路器），不必退出检修设备保护和公共保护跳检修断路器的压板，但应采取必要措施（断开操作、储能电源，机构泄压等），保证断路器设备检修作业安全。

根据二次设备检修工作的实际需要，明确需要断开被检修断路器的直流小开关、被检修继电保护设备的交流电压小开关，不断开被检修继电保护装置的直流电源小开关。

为防止寄生回路或分布电容充放电造成出口继电器误动作，应同时断开、投入控制直流正负极保险，或断开时先断开正极、后断开负极，投入时先投入负极、后投入正极（寄生回路多发生在负极，继电器线圈回路多接于负极）。

按照一次设备不得失去保护运行的原则，停电操作按照先停一次设备、后退继电保护的顺序进行，送电操作按照先投入继电保护、后送一次设备的顺序进行（主变间隙保护、备自投等安自装置除外）。

1.4双母线接线PT回路和母线保护屏PT并列操作

在刀闸跨接两条母线且一个PT检修时，双母线接线的电压并列把手临时置并列。在刀闸跨接两条母线且一个PT检修或母线停送电操作，母线保护屏内的PT把手或压板一般不进行切换或操作，但WMH系列的PT投入压板、BP－2A型母线保护的电压切换把手需随母线停送电进行操作，在向空母线充电前电压方式改回“双母”位置。

1.5主变保护装置PT失压的处理

明确PT失压后对主变过流保护电压闭锁功能的处置原则，区分了高中压与低压侧PT失压两种情况及公共回路失压和单装置失压情况。尽量避免过流保护因失去电压闭锁而在主变过负荷时误动作，同时兼顾主变后备保护对低压侧故障的后备作用。

1.63／2断路器主接线线路检修、断路器成串

给出线路保护、专用短引线保护作为引线串保护的方式。明确线路保护、断路器保护和短引线保护的投退方式。1.7关键操作顺序优化明确间隙保护投退与主变中性点刀闸操作的配合顺序，防止间隙过流保护误跳运行主变。仅在双母主接线倒闸和刀闸跨接期间微机型母线保护置“非选择”方式，倒为单母线后即改回“有选择”方式（微机型母线保护能够适应），有利于电压闭锁与母线方式的对应性，同时减少向检修母线充电时误跳运行母线的概率。

2.旁路断路器转代操作

2.1旁路转代500kV主变

（1）转代主变应采用“热转带”方式进行，保证主变不失去负荷。

（2）转代主变过程中应保证主变至少有一套差动保护（保护范围包括三侧断路器）在投入状态。

（3）切换主变差动保护CT端子应在该CT回路无流时进行，防止CT开路和出现差流。

（4）确保主变后备保护PT电压切换正确，防止主进母线侧刀闸拉开后主变后备保护失去PT电压。

（5）转代后不必退出主变保护和母线保护跳被转代断路器的跳闸出口。

2.2转代220kV主变断路器

转代220kV主变断路器操作有以下基本原则。

（1）被转代变压器的差动、瓦斯及后备保护应能正常运行，并能跳旁路断路器。

（2）被转代侧，变压器保护的交流电流、交流电压回路及出口回路应进行必要的切换。

（3）转代时变压器保护用电流互感器变比与正常不一致时，需确保退出保护改定值。

（4）在切换电流回路时，需区分电流回路是切换至变压器套管电流互感器还是旁路断路器电流互感器。若某套保护切换至主变套管电流互感器，则该套差动保护应先退出再切换，切换完毕后投入；若某套保护切换至旁路断路器电流互感器，则在切换及一次操作过程中，差动保护必须退出，待合上旁路断路器，拉开被转代的变压器断路器，并检查装置差流正常后再投入。操作中防止误封电流互感器回路或造成电流互感器回路开路。

（5）变压器差动保护至少一套能切至旁路电流互感器时，用旁路断路器向旁路母线充电，充电成功后拉开旁路断路器（无需正式投入的旁路保护此时可退出出口压板，需正式投入旁路保护时应再投入旁路保护跳主变其它侧断路器的压板）。用母兼旁断路器向旁路母线充电时应投入母兼旁断路器旁路保护，而不应投入母兼旁断路器母联充电保护。保护双套配置的旁路断路器在向母线充电时，可选用转代任一线路的保护定值并保证至少投入其中一套旁路保护向旁路母线进行充电；转代主变断路器需要投入旁路保护的，选用转代对应主变的专用定值。

（6）变压器差动保护均切换至套管电流互感器时，应投入必要的旁路保护，且旁路保护能跳变压器所有电源侧断路器。操作中需注意，在用旁路保护向旁路母线充电时，旁路保护仅投入跳旁路断路器的压板；在用旁路断路器合环前，应再投入旁路保护跳主变其它侧断路器的压板。

（7）退出变压器保护中对应被代断路器的非全相保护，投入旁路断路器的非全相保护。

（8）严禁在转代操作过程中退出变压器非电量保护。

（9）转代后不必退出母线保护跳被转代断路器的跳闸出口。

（10）采用母兼旁断路器转代操作时确保投入母线保护的“母兼旁代路压板”。

转代220kV变压器断路器有以下基本顺序。

（1）选用旁路断路器转代任一线路的定值（需正式投入旁路保护时用转代变压器定值），投入旁路保护（纵联保护功能除外，重合闸不投）。

（2）用旁路断路器向旁路母线充电，充电良好拉开旁路断路器后退出对应旁路保护（无需正式投入的旁路保护此时可退出出口压板，需正式投入旁路保护时应再投入旁路保护跳主变其它侧断路器的压板；旁路断路器非全相保护不退出）。

（3）合被转代断路器的旁路母线隔离开关。

（4）先后退出切换至套管电流互感器、旁路断路器电流互感器的变压器差动保护（主后一体装置宜退出出口压板），切换其电流回路，需要时改定值并核对（切换至旁路的若不退出，则要注意切换操作顺序）。

（5）用旁路断路器合环，拉开被转代断路器。

（6）检查差动保护正常后投入。

2.3转代220kV线路断路器

（1）旁路断路器正常在冷备用状态，保护出口压板、重合闸压板、启失灵压板、联跳压板在断开位置，功能压板在投入位置。

（2）对于继续运行的纵联保护，在保护通道切换后，应对通道进行测试检查；对于不能继续运行的纵联保护，线路两侧应同时退出保护的纵联部分。

（3）采用母兼旁断路器转代操作时注意投入母线保护的“母兼旁代路压板”。

（4）转代后至少有一套纵联距离（方向）保护作为旁路主保护的，采用原有的“热转代”方式（即先合上旁路断路器，再拉开被转代断路器）。纵联距离（方向）保护在转代操作过程中一直保持在投入状态。若转代后还有纵联差动保护作为主保护，则纵联差动保护在合环前退出，解环操作后进行通道切换，检查正常后投入。

（5）转代后仅有纵联差动保护作为旁路主保护的，采用“冷转代”方式（即先拉开被转代断路器，再合上旁路断路器），单电源供电的线路除外。在“热转代”和“冷转代”操作过程中，旁路仅配备纵联差动保护的，纵联差动保护一直保持在投入状态。

（6）旁路转代后不必退出线路保护和母线保护跳被转代断路器的出口。

配置纵联差动的旁路保护转代线路时冷转代操作有以下基本顺序。

（1）核对旁路断路器转代定值，投入旁路断路器保护。

（2）用旁路断路器向旁路母线充电，充电成功后拉开旁路断路器。

（3）投入被转代断路器的旁路母线隔离开关。

（4）拉开被转代的线路断路器（线路空充运行）。

（5）切换纵联差动保护通道，检查保护正常。

（6）两侧退出不能切至旁路断路器运行的纵联保护功能。

（7）用旁路断路器恢复线路运行。

（8）被转代断路器转备用（或检修）。

3.变电站母线停电倒闸

3.1双母线接线方式母线保护操作基本原则

（1）双母线各有一组电压互感器的变电站，正常情况下保护装置交流电压应取自该元件所在母线的电压互感器。倒母线拉合母线隔离开关时，检查对应电压切换继电器的切换状态是否正确。微机型母线保护检查相应隔离开关切换是否正确，同时应检查操作过程中出现的保护告警信号是否已复归。

（2）微机母线保护装置，其单母线运行方式、母兼旁转代方式、转代主变方式、母联检修方式等方式压板的投退应与相应的一次运行方式相适应。双母线双分段主接线方式下，某段母联断路器断开时，对应该段的母线保护应投入母联检修（母线分列运行）方式，另一段母线保护运行方式保持不变。某段母线进行不停电倒闸操作时，对应该段的母线保护应投入“非选择”方式，另一段母线保护运行方式保持不变。分段断路器全部断开运行时，本站视为两个独立站，母线保护按两厂站分别运。双母线接线方式在倒母线操作前将微机母差置“非选择”方式，操作完毕置“选择”方式（微机型母线保护的“选择”方式能适应单母线运行，同时有利于电压闭锁与母线方式的对应性）。

（3）双母线接线方式，用母联断路器给母线充电时应将母差置“选择”方式；当220kV双母分列运行时，母联断路器停用，失灵保护可投运，但应将母联断路器启动失灵压板和跳闸压板退出运行。

（4）RCS－915系列母线保护屏上如果有电压切换把手，那么无论在PT检修还是母线停送电操作时，一般不对其进行切换，均固定在“双母”位置。若出于其它考虑，确需切换此把手，则在向空母线充电前必须将此把手切回“双母”位置。WMH系列的PT投入压板需随母线停送电投退，在向空母线充电前两条母线的PT投入压板均投入。BP－2Ａ型母线保护的电压切换把手需随母线停送电切换到相应母线PT，在向空母线充电前把手切回“双母”位置。

3.2双母线接线方式倒母线操作基本顺序

（1）将母线保护置“非选择”。

（2）断开母联断路器控制电源。

（3）按间隔顺序“热”倒母线（分别检查母线保护、本间隔保护装置电压切换，注意母线保护装置刀闸位置确认和信号复归）。

（4）检查待停母线上主进线及各进出线刀闸均在断开位置。

（5）倒母线完毕，投入母联断路器控制电源。

（6）将母线保护置“选择”方式（SMC型母联电流相位比较式双母线差动保护除外）。

（7）用母联断路器将母线停电并根据工作票要求做安全措施。

（8）倒母线操作完毕后对本站所有纵联保护载波通道进行通道测试。

4.变电站母线刀闸跨接PT停电

双母线接线刀闸跨接母线PT停电操作基本原则：双母线接线的电压并列把手一般仅在刀闸跨接两条母线且一个PT检修时临时置并列，现场若在单母线运行时也置并列，则在向空母线充电前需解除并列。此处电压并列把手指总的电压并列把手，不是母线保护屏的PT把手。

5.主变保护装置PT失压处理原则

电压互感器停运或断线等造成主变一侧PT二次失去电压，应对应退出变压器保护该侧的PT电压，也就是解除该侧电压闭锁对过流保护的开放作用（此时过流保护仍可受其它侧电压闭锁），但低压侧过流保护例外，应使保护变为过流保护，即该侧保护电压退出压板不需投入。

双套主变保护配置方式下，仅其中一套装置因本身异常致装置发低压侧失压，而另一套装置运行正常时应退出异常装置的低压侧PT电压，即解除低压侧电压闭锁对过流保护的开放作用。

6.断路器及线路由运行转检修

（1）一次设备转冷备用，再转检修。在母线刀闸操作后要检查如下项目：该线路的电压切换是否正确；RCS－915母差保护刀闸位置变位是否正确，按下刀闸位置确认；220kVBP－2Ｂ母差保护刀闸位置变位是否正确，按下信号复归按钮。此项要求可避免现场操作人员往返操作，减少劳动强度。母线刀闸操作时切换正确性检查由保护室内辅助操作人实施。

（2）退出保护有关出口。为优化操作环节，保护装置可只断开跳其它运行设备的出口压板、失灵启动压板及启动其它保护的功能压板，公共保护跳该检修断路器的压板可不退出，但必须采取措施保证断路器设备检修作业安全。

（3）控制电源、交流电压回路隔离。根据一、二次设备检修工作的需要，断开控制电源及保护交流电压二次保险。鉴于保护电源在停电后还需要投入，为减少操作环节及对保护电源的冲击次数（逆变电源在冲击下很容易发生损坏），在操作时不断开保护电源。

7.220kV母线由运行转检修

（1）倒闸操作前应先将母差保护置“非选择”方式，后拉开母联断路器控制电源空开；倒完分路后应先合上母联断路器控制电源空开，再将母差保护置“有选择”方式，最后拉开母联断路器。

（2）每次刀闸操作后均应检查刀闸切换位置是否正确。

（3）所有回路刀闸操作完毕后要检查：220kVRCS－915母差保护刀闸位置变位是否正确，并按下刀闸位置确认；220kVBP－2Ｂ母差保护刀闸位置变位是否正确，并按下信号复归按钮；201母联断路器停电后，退出201启动失灵压板；母差保护的电压切换把手一般保持在“双母”位置，不进行切换操作，WMH和BP－2Ａ型母线保护除外。

8.主变及主进断路器由运行转检修

（1）变压器退出运行时应先退出间隙保护，再合上中性点接地隔离开关，然后拉开变压器断路器；变压器投入运行时应先合上变压器断路器，再拉开中性点接地隔离开关，然后投入间隙保护；变压器中性点接地运行时，间隙过流保护使用间隙放电回路的专用电流互感器时可不退出。

（2）操作前检查变压器的负荷情况。

（3）主变保护压板的操作只考虑退启动高压侧断路器失灵压板、跳各侧母联压板、启动其它保护的启动压板及过负荷压板。

（4）退出低压侧备自投保护的出口压板。

（5）保护装置断开控制电源及主变三侧交流电压二次保险。

（6）退出主变过负荷联切装置出口压板。

（7）一台主变高压侧中性点永久接地情况下仅检修其中压侧断路器时，为使中压系统不失去接地点，另一台变压器采用高中压侧中性点均接地的方式。

9.结束语

总之，继电保护中不正确的操作会造成电力系统正常运行障碍。为维护电力系统运行的安全可靠，就需要加强对变电运行中有关继电保护问题的研究探索，提出有建设性的应对措施，以维护生产的正常进行以及保护人民群众的生命财产安全。文章对典型的变电运行继电保护操作进行技术分析，规范操作一次设备及二次设备的内容和顺序，能保障一次设备不致失去保护，同时有效避免继电保护的不正确动作，提升了操作工作效率。

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