智能变电站继电保护二次安全措施标准化设计研究

智能变电站继电保护二次安全措施标准化设计研究

范佳琪

国网内蒙古东部电力有限公司经济技术研究院  内蒙古呼和浩特  010010

摘要：智能变电站继电保护二次安全措施是保障电网安全稳定运行的重要环节。智能变电站继电保护二次安全措施配置种类繁多，主要包括断路器控制回路、母差保护和故障录波等，在不同类型的智能变电站中，不同的继电保护装置的安全措施配置原则和设计方法均有不同。

关键词：智能变电站；继电保护；二次安全

引言：针对上述问题，通过对继电保护二次安全措施进行梳理分类，并对各类措施的动作逻辑、实现方法和注意事项进行研究分析，提出了智能变电站继电保护二次安全措施的标准化设计思路。该标准化设计思路对提高智能变电站继电保护二次安全措施配置的规范性、安全性和可实施性具有重要意义。

一、继电保护安全措施分类

  继电保护二次安全措施主要是指在智能变电站运行过程中，为了保障电网运行安全、稳定和可靠，在继电保护装置运行过程中实施的防范措施。目前，继电保护二次安全措施主要分为五类：一是针对断路器控制回路的防范措施，主要包括闭锁断路器跳闸、闭锁线路保护、闭锁主变压器后备保护等；二是针对母差保护装置的防范措施，主要包括闭锁母差装置、闭锁母线电流互感器、闭锁各间隔的跳闸出口及动作时间等；三是针对故障录波的防范措施，主要包括闭锁故障录波装置；四是针对隔离开关控制回路的防范措施，主要包括闭锁隔离开关跳闸及出口闸出口及动作时间等；五是针对间隔层和过程层之间的安全措施，主要包括设置安全隔离开关等。目前，我国智能变电站继电保护二次安全措施配置种类繁多，各继电保护装置都根据自身功能特点及安全要求配置了不同的二次安全措施。其中，断路器控制回路主要包括断路器位置反馈、断路器跳闸出口及动作时间等；母差保护装置主要包括差动保护动作出口、差动保护不投跳闸出口和差动保护不投跳闸时间等；故障录波装置主要包括故障录波、故障告警及异常情况录波等。由于不同类型智能变电站继电保护二次安全措施配置方式不同，在实际应用中要根据继电保护二次安全措施配置的原则和设计方法进行标准化设计。

二、智能变电站继电保护二次安全措施配置现状问题

（一）继电保护二次安全措施配置不够规范

  由于智能变电站中继电保护二次安全措施配置不够规范，不同的智能变电站的继电保护二次安全措施配置存在差异，导致在智能变电站继电保护二次安全措施配置时不能完全照搬照抄，要结合实际情况进行分析研究，因此，对于智能变电站继电保护二次安全措施配置的标准化设计进行深入研究具有重要的意义。

（二）智能变电站继电保护二次安全措施配置不够灵活

  由于智能变电站继电保护二次安全措施配置的标准化设计不够灵活，导致在不同的智能变电站继电保护二次安全措施配置方式存在差异，例如：有的智能变电站采用了三段式保护，其电流回路采取了双回路方式；有的智能变电站采用了双采样装置，其电流回路采取了单回路方式；有的智能变电站采用了双重化保护，其电流回路采取了双回路方式；而有的智能变电站采用的是双采样装置，其电流回路采取了单回路方式，因此在配置继电保护二次安全措施时要根据具体情况进行分析研究。

三、智能变电站继电保护二次安全措施标准化设计研究

（一）断路器控制回路

  断路器控制回路包括断路器的开合控制回路、分闸控制回路和合闸控制回路。其中，断路器的开合控制回路是指在断路器合闸操作过程中，通过跳闸线圈闭合来实现开合，断路器分闸控制回路是指在断路器分闸操作过程中，通过跳闸线圈闭合来实现开合，为防止断路器在合闸操作过程中因分、合闸接点断开造成的跳闸事故，保护动作跳开故障断路器的同时，需要闭锁故障断路器的合闸回路。在智能变电站中，如果因非同期合闸等原因造成跳开故障断路器的同时，需闭锁故障断路器的合闸回路，需要设置相应的闭锁保护装置。目前常用的闭锁保护装置有两种：一种是基于同期合闸闭锁的常规二次安全措施；另一种是基于跳合闸回路闭锁的跳合闸二次安全措施。常规二次安全措施采用了基于同期合闸闭锁和跳合闸回路闭锁两种方式。其中，以同期合闸回路闭锁方式为主，在跳开故障断路器后，由保护装置对其进行确认后再进行跳闸操作；以跳合闸回路闭锁方式为辅，在跳开故障断路器后，由保护装置对其进行确认后再进行跳闸操作。当采用跳合闸回路闭锁方式时，由于故障断路器无法实现跳合闸功能，跳开故障断路器时会引起该保护装置跳闸失败。在此情况下需要对跳合闸回路进行改进。例如：增加跳合闸回路辅助接点或辅助开关与跳开的压板接点；在跳开故障断路器后，利用跳开故障断路器前跳开的压板接点控制保护装置，实现跳合闸回路保护装置的跳闸功能。

（二）母差保护

  智能变电站母差保护为母线差动保护，主要由装置本身和通信规约两部分组成，其二次安全措施设计包括：1)直流母线回路隔离；2)直流母联断路器隔离；3)对时装置隔离；4)装置本身及对时装置所采用的通信规约隔离。根据其二次安全措施的具体功能要求，对应不同的安全措施，其二次安全措施的设计也有所不同。母线回路隔离主要是指在母线差动保护过程中，当母联断路器出现故障时，电流回路闭锁母联断路器，避免母联断路器与母差保护之间发生相互影响。对时装置隔离是指在母联断路器跳闸后，对时装置将母线与其他线路断开，防止其他线路故障通过对时装置影响母线保护。对时装置隔离是指在母差保护过程中，当出现母线保护和母联断路器跳闸情况下，将其他线路断开的同时将母差保护装置与其他线路断开。对时装置隔离是指在母线差动保护过程中，当出现与母差保护逻辑和信号相矛盾的情况时，将母差保护和其他线路断开，防止其他线路故障影响到母差保护。由于母线差动保护的二次安全措施种类较多且功能要求较高，在具体设计过程中应结合实际情况进行考虑。

（三）故障录波

  故障录波主要是用于分析电网故障发生过程，以指导检修人员进行事故抢修，及时恢复供电。故障录波安全措施主要包括以下几方面：（1）操作票。操作票是继电保护操作的依据，对后续的操作起到指导作用，应具备详细的操作票。对于一些特殊的重要继电保护设备，应提供操作票的模版，如对断路器进行操作时，应提供断路器位置指示、跳闸回路等内容。（2）验电和接地。在操作前需要对变电站内的设备进行验电和接地工作，确保安全可靠。（3）隔离措施。隔离措施是为了防止设备出现误动作而采取的保护措施。对于断路器、刀闸等具有明显导电回路的设备，需要设置隔离措施，以防止误动。（4）工作电源。在一些特殊情况下需要对变电站内的工作电源进行切除，如发生断路器跳闸等事故时，需对断路器进行切除操作，此时应设置隔离措施，防止误动。

（四）注意事项

  （1）在智能变电站中，各类继电保护二次安全措施的配置应依据电网规程、规范等相关规定和技术标准，并结合实际情况进行配置。（2）智能变电站继电保护二次安全措施的配置应与运行方式相结合，若需要在运行方式变更时进行调整，则应提前开展相关二次安全措施的配置。（3）智能变电站继电保护二次安全措施的配置应充分考虑各类继电保护装置的技术特点，遵循相关的设计规范和技术要求，满足电网安全运行的需求。（4）智能变电站继电保护二次安全措施的配置应与各智能装置的功能特性相匹配，并满足相关运行维护技术标准的要求。

总结：随着智能变电站二次设备的更新换代，继电保护二次安全措施也需要进行相应的更新，而目前继电保护二次安全措施的配置还存有部分问题，导致在智能变电站继电保护二次安全措施配置中存在一些问题，例如：保护装置的运行方式、控制回路类型、保护装置所采用的设备型号等方面存在不同，在智能变电站继电保护二次安全措施配置时不能完全照搬照抄，要结合实际情况进行分析研究。本文针对智能变电站继电保护二次安全措施配置的问题进行了分析研究，提出了智能变电站继电保护二次安全措施配置的标准化设计思路。

参考文献：   

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