浅析110kV智能变电站继电保护配置

史凯兵

摘 要：智能变电站继电保护装置能够对变电站内的电力设备故障和运行状况做出快速反应，将故障设备从系统中切除，从而不影响无故障设备的正常运行，提高电网系统及设备运行的安全性、可靠性。基于智能变电站及其继电保护在当前智能电网中具有的重要作用与意义，本文对包含变压器保护、线路保护和安全自动装置在内的继电保护重点问题进行深入分析，以此为实际的继电保护工作提供理论参考。

关键词：智能变电站 继电保护 安全自动装置

中图分类号：TM774 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）10（a）-0030-02

如今，在配电网日益完善的局势下，智能电网开始覆盖整个电网体系，能够为工农业的生产及人们的日常生活创造便利，提供符合要求的电力资源。基于这一现状，在变电站，尤其是智能变电站的建设过程中，需要高度重视继电保护工作。

1 变压器保护

1.1 基本要求

（1）容量小于6.3MVA并列运行的变压器，和容量小于10MVA单独运行的变压器，如果后备保护时限超过0.5s，则应采用电流速断保护。

（2）容量大于等于6.3MVA并列运行的变压器，和容量大于等于10MVA单独运行的变压器，应采用纵联差动保护。

（3）对于油浸式变压器，当容量大于等于0.8MVA时，应装设瓦斯保护。如果壳内故障产生轻微瓦斯，应瞬时动作于信号；如果壳内故障产生大量瓦斯，则应动作于断开变压器各侧断路器。

1.2 主变压器

1.2.1 基本要求

（1）为使继电保护具有足够的可靠性，避免因保护检修过程中需要停运变压器造成的停电，应进行双重化配置，采用原理与厂家均不相同的两套保护，不同保护都要有纵差主保护与后备保护。

（2）处在运行状态，但还没有达到双重化配置要求的变压器，需要根据保护改造工程进行改造。与此同时，不同保护之间应避免电气联系，采取有效措施确保当其中一套保护失效时另外一套可以正常运行。

（3）当按照双重化原则进行配置时，应符合下列要求：保护均作用在断路器上；装置电源应取自两个独立的电源；跳闸电源也应取自两个独立的系统。

（4）TA的配置：对于后备保护，应和差动保护分別使用一组TA的二次线圈。内桥接线形式的变压器，后备保护应采用套管TA。低压侧的TA需要装设于主变压器低压侧的刀闸及开关之间。

1.2.2 差动保护

（1）起动定值应达到0.4Ie以上，对于制动特性对应的拐点电流应控制在1Ie以内，且速断定值应达到4Ie以上。

（2）当采用两套差动保护时，所用涌流闭锁原理应有所区别。

（3）TA断线通常对差动保护不予闭锁，但要发出相应的告警信号。

1.2.3 非电量保护

（1）按照单套进行配置。

（2）该装置和其回路接线应采取有效抗干扰措施，避免直流与地网系统造成误动。

1.2.4 高压侧的后备保护

电流从外附的电流互感器获取。变压器采用三卷变形式时，采用一段式保护，即跳总出口；变压器采用两卷变形式时，采用二段式保护。当变压器采用三卷变形式时，复合电压可以形成或门，也可由其中的中压侧和低压侧来形成或门。

1.2.5 中压侧的后备保护

电流从外附的电流互感器获取，采用二段式保护。对于零序电压保护，从中压侧母线上取得，并发出相应的信号。对于过负荷保护，从外附的电流互感器中获取电流，并延时一段时间再发出信号。

1.2.6 低压侧的后备保护

电流从外附的电流互感器获取，采用二段式保护。对于零序电压保护，从中压侧母线上取得，并发出相应的信号。对于过负荷保护，从外附的电流互感器中获取电流，并延时一段时间再发出信号。

2 线路保护

2.1 110kV线路

（1）当负荷线路没有特殊要求时，需要采用距离保护与零序电流保护。

（2）当达到以下条件的其中一个时，需要采用纵联电流差动保护，将其作为110kV的主保护：①当变电站中存在电厂并网线路；②系统的稳定计算提出具体要求；③联络线路，对于关键联络线路，需要采用双套主保护；④线路的长度较短时。

（3）对于纵联电流差动保护，应优先考虑光纤通道。

（4）旁路需要严格按照下列原则进行配置：单独带路保护；如果出线采用差动保护，则旁路需要配置额外差动保护。

2.2 35kV及以下线路

（1）对于采用单电源的线路，应采用三段式的保护。

（2）电缆和架空线，如果采用三段式保护无法满足要求，则应以差动保护为主保护，电流保护只能视作一种后备保护。

（3）当线路上有小电源时，保护需要有一定方向性。

2.3 母线保护

（1）母线保护需要遵循以下基本原则：重要厂站母线必须按照要求配置相应的母线保护；双母线和具有快速切断要求的单母线，也应按照要求采用母线保护；电厂母线必须按照要求配置相应的母线保护[1]。

（2）母线保护应具备以下功能：设置独立的过流保护与母联充电；母差保护必须设置电压闭锁；当主接线采用双母线接线时，其母差出口跳故障母线各断路器时，应经对应闭锁元件实现闭锁。所用母差保护需要和实际的运行方式良好适应。

（3）在母线保护动作过程中，需要将自动重合闸闭锁。

3 安全自动装置

3.1 基本要求

一方面，电力系统必须采用安全自动装置，避免故障不断扩大，导致大范围停电。另一方面，安全自动装置，实际上就是在电网产生故障时，发挥控制作用的控制装置。

3.2 自动重合闸

（1）超过10kV的架空线路、电缆及混合线路，都应采用自动重合闸。

（2）旁路、分段与兼做旁路的断路器，都要根据要求进行自动重合闸的配置。

（3）对于自动重合闸，需要具备两种方式，即由保护直接起动和不对应起动。

（4）必须具备后加速、闭锁信号等功能，且没有特殊要求时，重合闸可以根据一次重合闸进行配置。

3.3 备自投

（1）处于分列运行状态的母线及其它线路，都应采用备用电源自投保护。

（2）确保当设备断开以后，再正式投入备用的设备。

（3）备自投的动作次数不能超过一次。

（4）在桥接线与单母线采用分段方式的条件下，其动作需要充分考虑正常运行与检修等不同的方式。

3.4 高压侧互投

（1）两路进线需要以实际需要为依据配置互投。在主线路跳闸之后，线路的互投应立即起动。

（2）如果高压侧采用单母线分段形式，且没有母差保护，需要有复压加速保护，此外对于110kV线路，还应设置加速保护。

（3）在变电站的中压侧和低压侧，应充分考虑小电源对线路造成的影响[2]。

3.5 低频减载装置

首先，应能实现频率和电压的滑差闭锁。其次，应配置支持投退与整定的闭锁功能。最后，保护动作应同时将线路的重合闸闭锁。

4 结语

综上所述，在智能电网的建设与发展过程中，智能变电站为十分重要的环节，在后续工作中需要进一步加强继电保护方面的研究与探讨，以解决未来发展中的关键技术问题，适应保证电网安全运行基本要求，提高继电保护技术整体水平。

参考文献

[1] 田涛，纪文涛，王丹.110kV智能变电站继电保护若干问题研究[J].现代工业经济和信息化，2016，6（15）：45-46.

[2] 胡序祥，徐彦凯，张兴梅.110kV智能变电站的继电保护配置方案探析[J].黑龙江科学，2014，5（10）：197-198.