变电站二次继电保护设计方法及问题构架

尹乐天

摘 要：变电站二次继电保护设计在诸多方面存在问题，如组屏方案、配置要求，给系统运行带来影响，甚至造成设备损坏。所以，如何做好变电站二次继电保护设计成为企业重要研究内容，确保继电保护设计合理有助于电力系统稳定运行。鉴于此，本文就变电站二次继电保护设计存在的问题及解决方法展开分析。并针对此问题，提出了对应的继电保护和阻屏方案。

关键词：变电站 二次继电保护 设计方法 问题构架

中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）11（b）-0044-02

伴随着电力事业的发展与用电需求量的提高，企业致力于基础设施完善与二次继电保护设计，这对企业建设发展有着重要作用。变电站二次继电保护应根据电力企业电力输送要求实现电能传输，满足人们用电需求。

1 变电站二次继电保护分析

变电站二次继电保护是实现电力输送重要环节，关系着电力系统运行与电能输送质量。因此，做好变电站二次继电保护设计尤为关键，有助于提高电力输送效果。现阶段，变电站输送电能时需要借助二次继电保护装置完成，继电保护有助于排除电力输送隐患问题，确保电力输送安全稳定。根据继电保护使用效果与环境划分，在实际使用时要求在符合技术要求与设计标准下进行。根据装置应用分配分析，要求装置配置符合阻屏设计要求，根据不同继电保护使用要求逐一配置，配置时要达到现有装置要求。

2 变电站二次继电保护设计问题

2.1 零序保护问题

110kV以上电压故障主要问题为单相接地故障，故障率达到90%。其中，零序电流保护是切除单相接地故障达到线路保护有效方法，零序电压3UO和零序电流3IO组成方向构件为零序保护常见构件。

2.2 母线电压转换

变电站采取双母线接线过程中，二次母线电压和直流电源线顺利转换就要经过运行的母线侧隔离倒闸。若运行时隔离刀闸接触不良引起距离保护失压，保护误动。针对这一问题，建議将切换继电器改装为双位置继电器在电压切换箱内。

2.3 后台系统

后台系统是变电站系统设计容易忽视的环节，后台系统24h持续运行进而对运行速度有着严格要求，数据交换量大，并且处于强电磁运行条件下。技术人员在后台系统设计过程中需做好工控机控制。现阶段，变电站自动化设计多将商用机作为后台监控系统，设备时常出现故障问题，严重影响系统安全。对此，为保证后台监控处于最佳环境下需在后台监控机安装不间断电源。逆变器设计过程中设计两路输入电源用于变电源与直流电源。其中，直流电源主要应用在站内直流系统。系统运行过程中通过战用变电源，经过逆变转化生成交流电源保持电能的顺利输送。如果站用电源出现故障，直流电源就会启动支撑后台系统正常运行，确保稳定性。当站用电源恢复时继续应用，站用电源直接供电，直流电源用于储备电源。逆变器应用时做好容量控制，通常在500～1000VA之间，有助于后台系统变电源正常运行，稳定站用变电源电压，提高系统运行安全性。

3 继电保护和阻屏方案

3.1 母线保护和断路器失灵保护

变电站继电保护失灵误动主要因为误启动失灵保护进入回路，但产生问题实质是失灵电流判别借助系统独立设置的失灵启动装置运行完成，并非完成跳闸的失灵保护。失灵保护进入回路后就会导致失灵保护误动，因而失灵判断主要经过失灵保护实现，提升失灵保护稳定性所以，二次机电保护设计应秉承着以下几点原则：第一，选择双套失灵保护在母线内并具备失灵保护有关功能。第二，失灵保护双重配置后与每套线路采用一对一启动形式，优化失灵启动装置。经过母线保护分析失灵保护电流判断，取消110kV间隔独立配置的失灵启动设备。第三，主变压器单元，母线保护主要是对变压器和系统母线故障导致变压器侧断路器失灵的判断。

3.2 线路重合闸

母线保护是判断断路器的失灵保护与失灵电流，按照标准要求，断路器的辅助保护装置取消单独配置，在各套线路保护装置内安装重合闸功能。同时，两套保护呈独立状态，设计过程中采用相对重合闸线路保护启动，维持断路器控制状态应与位置处于不对应启动形式。同步运行只需一套重合闸运行，另一套重合闸压板切断。双母线接线设计过程中，谅她线路保护应具备重合闸作用，线路保护三条回路与重合闸交互，利用的合用线路保护需三跳。其中，两套保护装置不与的三跳发生交互。

3.3 电压切换箱接线

电压切换箱采用双位置接点，防止接触不良造成失压。不过，一旦检修方法不当容易发生反送电问题，威胁系统运行安全。所以，二次继电保护设计过程中需在电压切换箱的双重化保护配置下，以单位置输入方式隔离刀闸辅助接点设计，一旦发生接触不良切换回路发生异常可以结合具体状况选择一套短时退出。

3.4 信息管理系统

现如今，一些恶意代码严重影响着系统运行，对Windows操作系统与PC硬件组成的子站系统稳定带来影响。Linux系统有着高稳定性，恶意代码不及Windows系统多。Unix系统稳定性较强，具备备份功能和系统核心。另一方面，嵌入式设备系统稳定性强、可靠性强，无需安装硬盘、风扇，优化了系统内部结构。所以，结合保护稳定性与故障信息管理子系统要求分析，嵌入式装置应用在二次继电保护设计中具有可行性。Linux和Unix系统为主系统模式。

4 注意事项

第一，设备规约与通信协议。不同的生产厂家对规约与协议运用有着明显不同，若在保护系统设计时忽略规约与协议差异性将影响后续系统兼容性，导致数据丢失。因此，设备型号选择时应采用相同的规约与通讯协议，确保系统稳定运行。小于50km的段线路在无迂回光缆线路的条件下需在同塔双回路上安装双光缆。通讯专业光端机应用在1回路的两套纵联保护过程中创建光通讯设备，独立运行。系统使用光纤芯通道实现线路保护过程中，保护光纤可以利用通讯光配线架直接连接。第二，降低保护误动率简化继电保护二次线路对一次设备也有着严格要求，双母线接线之间采用三相线路电压互感器，有助于简化电压切换回路，确保保护装置稳定运行。

5 结语

科学技术的进步推动了电力事业的发展。电力系统中，二次继电保护设备得到了广泛应用。不过，因为当前二次几点波阿虎设备生产单位较多，使得产品在定制、端子方面存在较大差异。为提高二次变电站装置规范性，企业应结合自身特点、根据电力企业电力输送要求实现电能传输，进一步规范二次继电保护设计，满足人们用电需求。综合分析，变电站中二次继电保护影响着电力系统的运行效果，对保护系统稳定性有着重要作用。在实际二次继电保护设计时需综合分析，根据具体问题展开具体分析，从而设计出有效的继电保护方案。

参考文献

[1] 邝瑞锡.智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术研究[J].科技风，2018（32）：163.

[2] 翟晨宇，姜铄.智能站设计在变电二次继电保护中的分析[J].山东工业技术，2018（21）：191.

[3] 李文娟，张棋.智能变电站继电保护二次回路在线监测及诊断[J].中国新技术新产品，2018（17）：17-18.

[4] 李松.变电站扩建二次继电保护改造技术[J].电工技术，2018（16）：86-88，90.

[5] 詹柏林.浅析智能变电站二次安装继电保护要点[J].科技视界，2018（23）：82-83.

[6] 刘丽萍.智能变电站继电保护二次安措的标准化设计[J].内燃机与配件，2018（15）：156-157.