变电站二次继电保护措施研究

变电站二次继电保护措施研究

巨炜

国网山西省电力公司晋中供电公司，山西 晋中 030600

摘要：变电站是供配电系统的核心所在，但其安全运行离不开二次继电保护的支持，因而变电站二次继电保护设计备受关注。不过令人堪忧的是，二次继电保护系统因存在一定的问题并未充分发挥保护效果，对变电站和整个电力系统的运行埋下了安全隐患，故针对变电站采取强有力的二次继电保护措施非常必要。本文主要介绍变电站二次继电保护措施。

关键词：变电站；二次继电保护；措施；

1 变电站二次继电保护系统概述
变电站自发展以来，二次继电保护系统便成为整个智能变电站的重要组成部分之一，直接影响着智能变电站的安全和稳定，维护着变电站的正常运行。二次继电保护系统是由不同子系统组成的，这些子系统包括继电保护系统、监控系统等，并通过互感器将它们连接起来，对变电站的所有设备进行监控，从整体上确保设备和系统的安全。传统变电站系统的内部互感器测量范围很小，数据和信息传播的时效性低，无法对整个供电系统进行监控和管理，各子系统间的配合也不密切，便会对变电站的正常运行产生影响。而智能变电站的出现，解决了各子系统之间互感和信息交互的问题，使供电系统更加安全、稳定及高效运行。

2 变电站继电保护的常见故障
2.1干扰故障
干扰故障是继电保护装置运行中比较多见的一类故障，主要是由于静电干扰或电磁辐射干扰所造成的一类运行故障。在日常使用一些类型的通信装置与设备期间会不可避免地产生一些电磁辐射，由于继电保护装置本身具有比较高的灵敏性，所以这些电磁辐射会影响继电保护装置的正常运行，如使其出现错误动作，进而会对电力系统运行质量带来不利影响。又或者，电厂工作人员身上本身存在静电，它们会在接触到电路过程中出现放电情况，这样同样可能会使继电保护装置因为错误信号诱导而出现误动情况，进而会对变电站内部电力系统的可靠运行带来不利影响。
2.2内部故障
内部故障是变电站内部继电保护装置中比较多发的一类故障，主要表现在如下几个方面：①接点故障。接点如果存在异常消耗情况，或者接触不良情况，都容易直接影响继电保护装置的正常运行。比如，接点部位被硫化物所腐蚀，影响该部位的质量。②差拍问题。差拍问题是继电保护装置出现电压异常等问题所造成的，如继电器电压是否满足规定标准与要求等；③装置元件故障。该故障也会直接影响继电保护装置的继电保护作用实现，进而会对变电站内部电力系统的正常运行带来不利影响。
2.3外部故障
鉴于变电站内部所设置的继电保护装置大都设置在复杂的环境条件下，非常容易受到外部环境因素的影响，如雷击、大风等都是潜在的外部故障诱发隐患，如可能会使继电保护装置发生绝缘故障。又或者在对继电保护装置进行日常运行维护过程中，相关检修人员没有及时检修及解决潜在的继电保护装置故障，或者没有做好继电保护装置的运维管理，使其受到了人为破坏或偷窃等等，这些都会诱发继电保护装置故障问题。从这个角度来讲，外部故障也是一类影响变电站内部电力系统正常运行中非常重要的继电保护装置故障。

3 变电站二次继电保护现状
对变电站而言，二次继电保护是其稳定运行的重要保障，因此变电站二次继电保护水平影响的不只是变电站设备，还与整个电力系统的运营有关，必须予以高度重视和优化设计。然而在具体实践中，变电站二次继电保护设计尚不完善，相应的继电保护设备也是良莠不齐，难以满足变电站安全运行的实际要求，不仅弱化了继电保护的应有性能，还可能因其误动或失效造成变电站和电力系统故障蔓延造成严重损失，故对变电站二次继电保护措施进行改进和完善有着非常重要的现实意义。

4 变电站二次继电保护优化措施
4.1严格遵循设计原则
鉴于变电站二次继电保护的重要性，必须将质量意识渗透于设计环节，使其在符合设计原则的基础上再考虑改进和优化。一般情况下，变电站二次继电保护应至少具备选择性、迅速性、灵敏性与可靠性的特点，具体的说，就是继电保护装置可解读和分析二次设备的运行状态，能够单独切断故障设备的同时保证其他设备正常运行，而且在最短时间内快速切断故障设备、完成保护任务，无论故障出在何种位置、属于何种类型，保护装置均能处于良好状态，针对设备故障迅速做出正确的保护动作。
4.2择优选择继电保护装置
变电站二次继电保护的设计原则和要求决定了保护装置必须优质可靠，这也是彰显其保护优势的基础和前提，倘若保护装置自身存在缺陷，设计方案再完善再高效也无济于事，所以在装置选型时需要重点考虑零序电流和母线电压切换等问题。其中零序电流是继电保护的重要控制因素，需要基于对配置应用的专门分析，通过电流保护定时比较器来实现控制比较，建议将其应用于系统初始化运行控制中，使其具备切断系统主要传输控制电流的作用，而且当电压达到110kV时需要进行故障检修防止单相接地，保证系统安全运行。若站在控制应用的角度来看，零序电流的装置元件可分为3U0的电压控制和3I0的电力控制。再者针对常见的母线电压切换问题，经常会因为装置配置问题发生错误性操作，此时可基于两项开关对电压进行直流控制，配以整改控制装置减少失误，即在电压母线控制过程中对母线实行接线分流，才能真正提升装置的控制效果，如双位置继电器常被用来取代传统的切换继电器。其实在变电站二次保护系统中，后台监控设备的选型也是不容忽视的，毕竟监控设备负责全天、实时监控二次设备状态，用于获取更真实、完整的数据，同时还应配置大容量的优质电源，分别作为变电站和继电保护装置的直流电源和两路输入电源，确保故障下两者的运行不受影响。

4.3重视母线与断路器失灵保护
母线保护和断路器失灵保护是变电站二次继电保护的关键环节，其重要性不言而喻，因此若想提升保护装置的实际效果，应专设装置保护其免受失误性碰撞，以免因失灵现象造成电路跳闸，一旦继电保护装置发生断路失灵，势必会引发严重的回路，进而对电路传输带来不良影响，因此必须采取措施最大限度的减少电路传输失灵。在判断母线与断路器失灵的过程中发现双重化保护均已失效，则要基于一对一启动手段加以保护，实现失灵启动装置的简化。经母线保护判断失灵保护电流时，此时单独设置的110kV间隔失灵启动设备会自动取消，若失灵保护母线采用的双套配置，则要设计双套失灵保护措施与之匹配。
4.4强化电压切换箱接线设计
在电压切换箱管理过程中，需要在电压切换过程中保证其具有良好的电力传输信息，而这是以可靠的接线为基础的，所以为防止因接触不良引发失压问题，往往会采用双位置接点。若电压切换箱具备较好的双重保护，建议将隔离刀闸中的辅助接点设计为单输入方式，这样的化，当辅助接点发生故障且切换回路异常时，便可以短时退出其中一套保护解决问题。有的电力企业为确保电力输送安全，经常借助双电压开关盒加强接线管理和控制，保证电力传输电压处于设定的传输范围内。
        此外，还应做好重合闸设计。由上可知，母线保护可用于判定失灵保护电流，该过程与重合闸存在一定的关联。这是因为变电站的二次继电保护，通常要求断路器具有一定冗余的辅助装置，而且与之相关的电路还要配备重合闸，以此获得相互独立的两套保护装置，实现可靠性的保护效果。按照行业标准，在设计双母线接线时其二套线路保护也必须具备重合闸功能，如此一来，重合闸便与三条线路保护连通，那么其共用的线路保护则要采取三跳，值得注意的是，二套保护装置不能与三跳存在关联。

5 结语

总之，二次继电保护对于变电站运行的影响至关重要，这就要求基于对其现状的分析和了解，遵守设计原则与规定，积极寻求切实有效的设计方法和保护措施，通过提升二次继电保护的灵敏性、可靠性和迅速性，为变电站的安全稳定运行保驾护航。

参考文献

[1] 牛峥.变电站二次继电保护措施分析[J].河南科技,2018(29):146-147.

[2] 薛贺.变电站二次继电保护措施研究[J].科技风，2019(22):170.