淺析110kV智能變電站繼電保護配置

史凱兵

摘 要：智能變電站繼電保護裝置能夠?qū)ψ冸娬緝?nèi)的電力設(shè)備故障和運行狀況做出快速反應(yīng)，將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，從而不影響無故障設(shè)備的正常運行，提高電網(wǎng)系統(tǒng)及設(shè)備運行的安全性、可靠性?；谥悄茏冸娬炯捌淅^電保護在當(dāng)前智能電網(wǎng)中具有的重要作用與意義，本文對包含變壓器保護、線路保護和安全自動裝置在內(nèi)的繼電保護重點問題進行深入分析，以此為實際的繼電保護工作提供理論參考。

關(guān)鍵詞：智能變電站 繼電保護 安全自動裝置

中圖分類號：TM774 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）10（a）-0030-02

如今，在配電網(wǎng)日益完善的局勢下，智能電網(wǎng)開始覆蓋整個電網(wǎng)體系，能夠為工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)及人們的日常生活創(chuàng)造便利，提供符合要求的電力資源?；谶@一現(xiàn)狀，在變電站，尤其是智能變電站的建設(shè)過程中，需要高度重視繼電保護工作。

1 變壓器保護

1.1 基本要求

（1）容量小于6.3MVA并列運行的變壓器，和容量小于10MVA單獨運行的變壓器，如果后備保護時限超過0.5s，則應(yīng)采用電流速斷保護。

（2）容量大于等于6.3MVA并列運行的變壓器，和容量大于等于10MVA單獨運行的變壓器，應(yīng)采用縱聯(lián)差動保護。

（3）對于油浸式變壓器，當(dāng)容量大于等于0.8MVA時，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護。如果殼內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯，應(yīng)瞬時動作于信號；如果殼內(nèi)故障產(chǎn)生大量瓦斯，則應(yīng)動作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。

1.2 主變壓器

1.2.1 基本要求

（1）為使繼電保護具有足夠的可靠性，避免因保護檢修過程中需要停運變壓器造成的停電，應(yīng)進行雙重化配置，采用原理與廠家均不相同的兩套保護，不同保護都要有縱差主保護與后備保護。

（2）處在運行狀態(tài)，但還沒有達(dá)到雙重化配置要求的變壓器，需要根據(jù)保護改造工程進行改造。與此同時，不同保護之間應(yīng)避免電氣聯(lián)系，采取有效措施確保當(dāng)其中一套保護失效時另外一套可以正常運行。

（3）當(dāng)按照雙重化原則進行配置時，應(yīng)符合下列要求：保護均作用在斷路器上；裝置電源應(yīng)取自兩個獨立的電源；跳閘電源也應(yīng)取自兩個獨立的系統(tǒng)。

（4）TA的配置：對于后備保護，應(yīng)和差動保護分別使用一組TA的二次線圈。內(nèi)橋接線形式的變壓器，后備保護應(yīng)采用套管TA。低壓側(cè)的TA需要裝設(shè)于主變壓器低壓側(cè)的刀閘及開關(guān)之間。

1.2.2 差動保護

（1）起動定值應(yīng)達(dá)到0.4Ie以上，對于制動特性對應(yīng)的拐點電流應(yīng)控制在1Ie以內(nèi)，且速斷定值應(yīng)達(dá)到4Ie以上。

（2）當(dāng)采用兩套差動保護時，所用涌流閉鎖原理應(yīng)有所區(qū)別。

（3）TA斷線通常對差動保護不予閉鎖，但要發(fā)出相應(yīng)的告警信號。

1.2.3 非電量保護

（1）按照單套進行配置。

（2）該裝置和其回路接線應(yīng)采取有效抗干擾措施，避免直流與地網(wǎng)系統(tǒng)造成誤動。

1.2.4 高壓側(cè)的后備保護

電流從外附的電流互感器獲取。變壓器采用三卷變形式時，采用一段式保護，即跳總出口；變壓器采用兩卷變形式時，采用二段式保護。當(dāng)變壓器采用三卷變形式時，復(fù)合電壓可以形成或門，也可由其中的中壓側(cè)和低壓側(cè)來形成或門。

1.2.5 中壓側(cè)的后備保護

電流從外附的電流互感器獲取，采用二段式保護。對于零序電壓保護，從中壓側(cè)母線上取得，并發(fā)出相應(yīng)的信號。對于過負(fù)荷保護，從外附的電流互感器中獲取電流，并延時一段時間再發(fā)出信號。

1.2.6 低壓側(cè)的后備保護

電流從外附的電流互感器獲取，采用二段式保護。對于零序電壓保護，從中壓側(cè)母線上取得，并發(fā)出相應(yīng)的信號。對于過負(fù)荷保護，從外附的電流互感器中獲取電流，并延時一段時間再發(fā)出信號。

2 線路保護

2.1 110kV線路

（1）當(dāng)負(fù)荷線路沒有特殊要求時，需要采用距離保護與零序電流保護。

（2）當(dāng)達(dá)到以下條件的其中一個時，需要采用縱聯(lián)電流差動保護，將其作為110kV的主保護：①當(dāng)變電站中存在電廠并網(wǎng)線路；②系統(tǒng)的穩(wěn)定計算提出具體要求；③聯(lián)絡(luò)線路，對于關(guān)鍵聯(lián)絡(luò)線路，需要采用雙套主保護；④線路的長度較短時。

（3）對于縱聯(lián)電流差動保護，應(yīng)優(yōu)先考慮光纖通道。

（4）旁路需要嚴(yán)格按照下列原則進行配置：單獨帶路保護；如果出線采用差動保護，則旁路需要配置額外差動保護。

2.2 35kV及以下線路

（1）對于采用單電源的線路，應(yīng)采用三段式的保護。

（2）電纜和架空線，如果采用三段式保護無法滿足要求，則應(yīng)以差動保護為主保護，電流保護只能視作一種后備保護。

（3）當(dāng)線路上有小電源時，保護需要有一定方向性。

2.3 母線保護

（1）母線保護需要遵循以下基本原則：重要廠站母線必須按照要求配置相應(yīng)的母線保護；雙母線和具有快速切斷要求的單母線，也應(yīng)按照要求采用母線保護；電廠母線必須按照要求配置相應(yīng)的母線保護[1]。

（2）母線保護應(yīng)具備以下功能：設(shè)置獨立的過流保護與母聯(lián)充電；母差保護必須設(shè)置電壓閉鎖；當(dāng)主接線采用雙母線接線時，其母差出口跳故障母線各斷路器時，應(yīng)經(jīng)對應(yīng)閉鎖元件實現(xiàn)閉鎖。所用母差保護需要和實際的運行方式良好適應(yīng)。

（3）在母線保護動作過程中，需要將自動重合閘閉鎖。

3 安全自動裝置

3.1 基本要求

一方面，電力系統(tǒng)必須采用安全自動裝置，避免故障不斷擴大，導(dǎo)致大范圍停電。另一方面，安全自動裝置，實際上就是在電網(wǎng)產(chǎn)生故障時，發(fā)揮控制作用的控制裝置。

3.2 自動重合閘

（1）超過10kV的架空線路、電纜及混合線路，都應(yīng)采用自動重合閘。

（2）旁路、分段與兼做旁路的斷路器，都要根據(jù)要求進行自動重合閘的配置。

（3）對于自動重合閘，需要具備兩種方式，即由保護直接起動和不對應(yīng)起動。

（4）必須具備后加速、閉鎖信號等功能，且沒有特殊要求時，重合閘可以根據(jù)一次重合閘進行配置。

3.3 備自投

（1）處于分列運行狀態(tài)的母線及其它線路，都應(yīng)采用備用電源自投保護。

（2）確保當(dāng)設(shè)備斷開以后，再正式投入備用的設(shè)備。

（3）備自投的動作次數(shù)不能超過一次。

（4）在橋接線與單母線采用分段方式的條件下，其動作需要充分考慮正常運行與檢修等不同的方式。

3.4 高壓側(cè)互投

（1）兩路進線需要以實際需要為依據(jù)配置互投。在主線路跳閘之后，線路的互投應(yīng)立即起動。

（2）如果高壓側(cè)采用單母線分段形式，且沒有母差保護，需要有復(fù)壓加速保護，此外對于110kV線路，還應(yīng)設(shè)置加速保護。

（3）在變電站的中壓側(cè)和低壓側(cè)，應(yīng)充分考慮小電源對線路造成的影響[2]。

3.5 低頻減載裝置

首先，應(yīng)能實現(xiàn)頻率和電壓的滑差閉鎖。其次，應(yīng)配置支持投退與整定的閉鎖功能。最后，保護動作應(yīng)同時將線路的重合閘閉鎖。

4 結(jié)語

綜上所述，在智能電網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展過程中，智能變電站為十分重要的環(huán)節(jié)，在后續(xù)工作中需要進一步加強繼電保護方面的研究與探討，以解決未來發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù)問題，適應(yīng)保證電網(wǎng)安全運行基本要求，提高繼電保護技術(shù)整體水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 田濤，紀(jì)文濤，王丹.110kV智能變電站繼電保護若干問題研究[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化，2016，6（15）：45-46.

[2] 胡序祥，徐彥凱，張興梅.110kV智能變電站的繼電保護配置方案探析[J].黑龍江科學(xué)，2014，5（10）：197-198.