继电保护技术原则在变电站二次设计中的应用

继电保护技术原则在变电站二次设计中的应用

刘喆

国网天津电力公司滨海供电分公司 天津市 300480

摘要：电与我们的生活紧密相关，若是没有电能，各种电器设备将无法使用，我们所谓的大数据时代也就荡然无存。家家户户都离不开的电能，是时下所有国家的核心支柱，而随着电能应用范围的扩宽，人们的电能需求量也在持续增加。但是以往的发电系统已经无法满足日渐庞大的电能需求增长了，要想使得我国电网管理效率更高，就必须要对其中的一些标准规则加以修改调整。并且，电力工程普遍需要应用继电保护技术。

关键词：继电保护技术；变电站；二次设计；应用

1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。

2继电保护技术原则在变电站二次设计中的应用

2.1二次设备选型

对于变电站二次继电设备，在选型过程中，必须联合工程实况，全面分析电力系统发展规划、电网结构、设备组成、专业技术和经济成本等问题，同时要兼顾工程经验，确保现场施工、后期运维的有效性。合理应用保护装置，积累运行经验，尝试应用新型继电保护装置。当2组主保护采用双重化配置时，应当选择不同厂家、不同型号的设备。

2.2继电保护配置和组屏方式

2.2.1主变压器保护

对于110kV变压器，主要采用非电量保护、电气主保护、各侧后备保护装置等方案，将其组合为一面屏。技术人员通过分别组屏方式，可以应用双套主后合一电量保护方案、非电量保护配置方案。电气主保护，应用差动速断保护、比率差动保护方式，同时配置故障分量差动保护，能够准确反映出轻微故障。对于高压后备保护，则需要配置负压闭锁保护、间隙保护、零序过流保护、过负荷保护。对于低压后备保护，则需要配置简易母差保护、过负荷保护、闭锁过流保护。对于非电量保护，则需要配置调压重瓦斯、本体重瓦斯、压力释放、高温度保护及压力突变。对于220V及以上电压变压器，则配置双套独立主后一体化保护装置，准确地反映出变压器异常状态、故障隐患。例如非电气量保护、微型电气量保护。针对双套电气量保护，则各自组一面屏；非电气量，则单独组一面屏。2套主保护应用不同的涌流闭锁原理，以此实现比率差动保护，在每套主保护中，设置差动速断保护功能。高压、中压侧后备保护，配置双段偏移性阻抗保护、两端零序过流保护、闭锁过流保护，同时应用过负荷保护、零序过压保护、零序过流保护。低压侧后备保护，配置双段复压闭锁过流保护、简易母差保护、过负荷保护等。图1为母差保护逻辑图。对于非电量保护，则配置调压重瓦斯、本体重瓦斯、压力释放、高温度保护及压力突变。技术人员按照工程实况，采用自定义保护措施。由于重瓦斯作用明显，为了避免设备长时间运行导致重瓦斯节点故障，对跳闸保护造成影响，需要在重瓦斯继电器上配置3付节点，3付节点并接后，接入保护设备。

图1母差保护逻辑图

2.2.2线路保护

每回110kV线路配置，均带有重合闸功能、主后一体线路保护，在每一套线路保护装置上，均组一面屏。对于单侧电源线路负荷端，则无需配置线路保护。电源侧变电站，需要配置线路主保护，以此实现纵联距离保护，如图2所示。双侧电源、短距离、多级串联线路，在线路上各自配置线路主保护，采用光纤电流差动保护。后备保护配置相间、接地距离保护、PT断线过流保护、零序过流保护、不对称相继速动、双回线速动，同时发挥出自动重合闸功能。

图2纵联保护

当线路电压等级高于220kV，每回线配置双套独立、完整、主后一体线路保护，在每一套保护装置上配置双通信通道。针对重负荷、远程主干线路，则应当配置多套线路保护。基于主保护单元组成保护屏，由主保护和附属设备共同组屏。主保护可以配置纵联距离保护、光纤电流差动保护，在每个回路上包括一路光纤通道，配置光纤电流差动保护。

当线路具备双路光纤通道时，则应当配置双套光纤电流差动保护。后备保护需要配置零序过流保护、接地距离保护、三相不一致保护、自动重合闸保护、过流保护。

线路保护通信通道主要包括专用光纤通道、复用2M通道。当线路保护配置时，明确保护通信通道采用的是哪种通道，如果为复用2M通道，就需要配置光电转换装置，可以独立组屏安装于通信机房。

2.2.3母线保护、断路器失灵保护

在110kV母线上，配置微机母线保护。在每条220kV母线上，配置独立、完整的母线保护装置。每套母线保护组成一面屏。在每套母线保护上都设置断路器失灵保护器。当断路器失灵时，经过母线保护出口，可以跳到其他母线断路器上。每一套母线保护上，配置失灵保护与母差保护，上述保护均采用一个出口。

对于220kV以上断路器，核心110kV断路器，应当配置失灵保护。失灵保护应用三相、分相启动方式，同时设置1个三相跳闸开入，3个分相跳闸开入。断路器失灵保护，瞬时分相动作会在跳闸线圈跳闸，经过Ⅰ段延时，可以跳到断路器三相；经过Ⅱ段延时，可以跳到邻近断路器。失灵瞬间跟跳逻辑如下：两相跳闸联跳三相、单相跟跳、三相跟跳。经过电流启动量、失灵相电流定值管控。对于500kV及以上线路，断路器失灵保护应具备远跳功能，即线路故障时，如果端断路器未正确动作，则本端断路器失灵保护通过光纤通道，跳开对端断路器。

2.2.4高抗保护

线路配置高抗保护时，采用双套独立配置模式，监测高抗本体异常状态、故障隐患，例如非电气量保护、微型电气量保护等。对于双套电气量保护，则各自组一面屏；对于非电气量保护，则单独组一面屏。电气保护按照主后合一方案配置。在每套主保护中，设置差动速断保护功能、匝间保护功能。后备保护设置过流保护、过负荷保护、零序保护功能。对于非电量保护，则配置调压重瓦斯、本体重瓦斯、压力释放、高温度保护和压力突变等。技术人员可以按照工程实况，采用自定义保护措施。与主变一样，建议在重瓦斯继电器上配置3付节点，3付节点并接后，接入保护设备。

结束语
　　经过上文的具体分析之后，对于二次典型设计中继电保护装置的设计有了更加清晰的认知，明白了只有统一技术和设备生产之间的标准，继电保护问题才能得到更好的解决。希望有关工作人员在实际的操作过程中，可以努力克服地区之间的差异问题，让我国变电站的继电保护得到有效发展的同时，也能够更加安全、可靠输电、用电，让广大群众都能安全的用电。

参考文献

[1]黄行星，童啸霄.继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理[J].电子世界，2021，25（2）：188-189.

[2]罗琨，时永肖，李正新，等.智能变电站继电保护装置寿命模型及其辨识方法[J].智慧电力，2021，49（1）：96-101.