變電站繼電保護二次回路設(shè)計存在的問題及解決措施

楊 勇

（國網(wǎng)重慶市電力公司北碚供電分公司，重慶 400700）

電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行需要繼電保護的支持。如果在實際情況中變電站繼電保護的二次回路出現(xiàn)問題，勢必會影響電網(wǎng)的其他設(shè)備。輕則造成供電區(qū)域的大規(guī)模停電，重則可能導致電力系統(tǒng)直接癱瘓，為供電企業(yè)和人民帶來無法挽回的重大損失。因此，在現(xiàn)代化社會中，如果供電出現(xiàn)問題，對絕大多數(shù)行業(yè)的影響都十分巨大。所以，供電企業(yè)應(yīng)致力于研究供電的穩(wěn)定性，從變電站繼電保護二次回路入手，采取相應(yīng)措施，將發(fā)生故障的幾率控制在最低水平，為社會發(fā)展和人們的生活提供源源不斷的電力資源。

1 變電站繼電保護二次回路的特點及優(yōu)勢

1.1 變電站繼電保護二次回路的基本特點

變電站繼電保護二次回路是電網(wǎng)中不可缺失的一部分，且結(jié)構(gòu)相對復雜，不僅涉及測試系統(tǒng)，還與電源、信號等系統(tǒng)有直接聯(lián)系。在繼電保護二次回路的作用下，電網(wǎng)中的基礎(chǔ)設(shè)備會始終處在低壓環(huán)境中，從而起到一種很好的保護作用[1]。不僅如此，在繼電保護二次回路中還設(shè)置了多種多樣的子程序，保護過程中還可以完成各項功能。因此，變電站繼電保護二次回路是一種多功能保護型系統(tǒng)，在電力系統(tǒng)中占據(jù)著重要位置。

1.2 變電站繼電保護二次回路的優(yōu)勢

1.2.1 安全

傳統(tǒng)意義上的電力防護裝置已經(jīng)很難適應(yīng)電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，在反應(yīng)速度、故障排查等方面都已無法滿足實際需求，且在正常使用中極易出現(xiàn)故障，不僅使自身防護效果大打折扣，還會對電力系統(tǒng)造成不小影響。然而，變電站繼電保護二次回路則是充分利用了現(xiàn)階段主流的自動控制技術(shù)，可實現(xiàn)電力系統(tǒng)的全盤監(jiān)控，為管理者提供準確的實時信息，大幅提高了電力系統(tǒng)的安全性，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運營提供了有力保障[2]。

1.2.2 經(jīng)濟

與以往的電力防護裝置相比，變電站繼電保護二次回路系統(tǒng)配套的裝置不僅具有更為小巧的體積，而且便于維護與操作，造價低廉，為供電企業(yè)節(jié)省了大量經(jīng)濟成本，為供電系統(tǒng)方面的研究預(yù)留了更多資金空間，從根本上實現(xiàn)了供電消耗的最小化和最經(jīng)濟，推動了我國供電行業(yè)的全面發(fā)展。

1.2.3 功能

通過長時間的實踐和優(yōu)化，變電站繼電保護二次回路系統(tǒng)的實際功能已經(jīng)上升到了更高臺階，不但防護效果好，而且防護范圍顯著擴大，更好地適應(yīng)了電力系統(tǒng)不斷發(fā)展對繼電保護提出的諸多要求。

2 220kV線路繼電保護系統(tǒng)

2.1 220kV線路繼電保護

在220 kV線路中，繼電保護系統(tǒng)及配套裝置主要應(yīng)用于線路對應(yīng)的變電站中，起到實時監(jiān)控和防護的作用。如果出現(xiàn)故障，繼電保護系統(tǒng)能以最快的速度做出反應(yīng)，完成故障定位后迅速切除。若該故障系統(tǒng)無法進行自動切除，則可將故障信息傳輸至控制中心，由相關(guān)工作人員在獲取和掌握故障信息后及時處理故障[3]。目前，繼電保護二次回路系統(tǒng)在220 kV線路得到了廣泛應(yīng)用，是一種切實保護供電設(shè)備的有效措施。

2.2 保護性能

繼電保護二次回路得到了廣泛的應(yīng)用和推崇，主要原因是該系統(tǒng)擁有十分強勁的保護性能。該系統(tǒng)的保護性能可總結(jié)為四個方面[4]。

（1）最根本也最重要的，確保220 kV線路的安全性。如果220 kV線路無異常，繼電保護二次回路系統(tǒng)并不會做出任何反應(yīng)。因此，正常情況中不會誤導工作人員，一方面確保了出現(xiàn)故障后的反應(yīng)速度，另一方面降低了工作量，提高了工作效率。

（2）繼電保護二次回路系統(tǒng)具有很強的可靠性，不僅可以自動切除故障，還會為控制中心傳輸準確的實時信息，為工作人員的維修和檢查提供很好的指引。

（3）供電需要持續(xù)進行，如果故障沒有得到及時有效處理，不僅會加劇故障，還會對供電的持續(xù)性造成一定影響。因此，繼電保護二次回路系統(tǒng)具有可觀的反應(yīng)速度，可為故障維修創(chuàng)造大量時間，從而確保220 kV供電線路的穩(wěn)定運行。

（4）該系統(tǒng)在修復故障時并不會對其他運行部分的供電造成影響，具有很強的選擇性，可保證其他部分的正常運行，不會發(fā)生越級跳閘等現(xiàn)象。

3 變電站繼電保護二次回路常見問題

3.1 數(shù)據(jù)損壞

如果變電站繼電保護二次回路系統(tǒng)發(fā)生一定程度的差動，系統(tǒng)會在此影響下出現(xiàn)差動誤差。此時，不僅會破壞電力資源用戶的電力計量，還會影響系統(tǒng)的靈敏性，甚至會使電力數(shù)據(jù)失真。

3.2 線路損壞

正常情況下，繼電保護二次回路系統(tǒng)損壞時會降低系統(tǒng)的切斷能力，進而直接影響供電線路，導致系統(tǒng)中出現(xiàn)熔斷等損壞，使繼電保護二次回路系統(tǒng)失去效果。

3.3 容量損壞

如果繼電保護二次回路系統(tǒng)發(fā)生故障，勢必會使其內(nèi)部容量出現(xiàn)不同程度的損壞，對配套的差動保護、電纜等都會造成一定影響，加速系統(tǒng)設(shè)備的老化，甚至影響電力系統(tǒng)的總?cè)萘縖5]。

4 變電站繼電保護二次回路的維護方法

4.1 負荷檢修

在變電站機電保護系統(tǒng)正常運行時，應(yīng)嚴格監(jiān)控系統(tǒng)中電流互感器的實際負荷，結(jié)合實際需求，采取有效措施，將勵磁電流調(diào)整至規(guī)定的限度內(nèi)。二次回路中，常用的降低負荷方法為降低電纜電阻，或者選取用于弱點控制方面的互感器。另外，需組織人員定期檢查系統(tǒng)。

4.2 質(zhì)量檢修

繼電保護二次回路系統(tǒng)相對復雜，內(nèi)部構(gòu)件的質(zhì)量將直接影響系統(tǒng)效果，尤其是電流互感器。如今，市場中供應(yīng)的電流互感器種類繁多，選型時需對互感器的作用和需求進行綜合性考慮。如果現(xiàn)有繼電保護系統(tǒng)設(shè)備的測電流較大，則應(yīng)選取自帶一定小氣隙的互感器[6]。由于這種繼電保護系統(tǒng)設(shè)備的鐵芯剩磁較小，所以增加了互感器飽和的難度，從而提高裝置性能。另外，這種互感器擁有較小的勵磁電流，會對失衡電流起到一定的控制效果。

4.3 電流檢修

在變電站繼電保護二次回路系統(tǒng)中，電流互感器是重要的組成部分，直接影響系統(tǒng)的差動保護效果，因此應(yīng)對電流互感器引起更高重視。為了切實達到更好的差動保護效果，應(yīng)盡量選用D級互感器。當互感器經(jīng)過設(shè)備外側(cè)的短路電流時，電流在上升到最大值后，應(yīng)嚴格控制二次負荷，將其維持在規(guī)定范圍內(nèi)。

5 結(jié) 論

改革開放以來，我國供電行業(yè)得到了迅速變遷，供電系統(tǒng)也正朝著多功能方向發(fā)展，對繼電保護二次回路系統(tǒng)提出了更嚴格的要求。該系統(tǒng)同樣在改革過程中取得了一定成效，逐漸成為電力系統(tǒng)中的標志性特點。然而，實際情況中，變電站繼電保護二次回路系統(tǒng)仍存在諸多問題，還需相關(guān)人員加倍努力地進行整改和創(chuàng)新，使其發(fā)揮出最佳效果。

參考文獻：

[1] 譚永湛.繼電保護二次回路檢修維護中的若干問題分析[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2011，（13）：25-26.

[2] 喇曉軍.繼電保護二次回路故障破壞作用及提高其正確性的措施[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012，（11）：11-12.

[3] 鄭朝暉.220 kV變電站運行中繼電保護回路系統(tǒng)應(yīng)用分析[J].科技與生活，2011，10（5）：53-55.

[4] 陸彥虎.怎樣簡化220 kV線路保護二次回路設(shè)計[J].寧夏電力，2011，9（26）：159-161.

[5] 邵金艇.談220 kV變電站變壓器運行與繼電保護[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012，2（21）：103-105.

[6] 張艷麗.變電站繼電保護二次回路故障產(chǎn)生的原因分析以及解決措施[D].上海：上海交通大學，2014.