分析110kV變電站繼電保護(hù)技術(shù)改造

陳威余

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司茂名化州供電局，廣東茂名，525100）

0 引言

在國民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，電力系統(tǒng)的發(fā)展也步入了快車道，以信息化、智能化為特點(diǎn)的新技術(shù)的應(yīng)用，大大提升了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的安全性和可靠性。因此，以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制為核心的現(xiàn)代變電站繼電保護(hù)技術(shù)，成為了我國電力系統(tǒng)發(fā)展的重要契機(jī)，利用新型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)對110kV變電站進(jìn)行繼電保護(hù)技術(shù)改造，滿足了操作運(yùn)行的穩(wěn)定可靠，保障了供電網(wǎng)絡(luò)的安全高效。

1 傳統(tǒng)110kV繼電保護(hù)系統(tǒng)的現(xiàn)狀

1.1 傳統(tǒng)110kV繼電保護(hù)系統(tǒng)的技術(shù)特性

由ZLF-31X零序電流方向保護(hù)裝置、ZJL-31X距離保護(hù)裝置、ZSC-31X三相重合閘操作箱、ZYQ-31X電壓切換箱四部分組成的繼電保護(hù)四統(tǒng)一型裝置是傳統(tǒng)110kV變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)出線側(cè)通常使用的設(shè)備，以復(fù)合電壓過電流保護(hù)、縱差保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、零序電流保護(hù)為分屏的主變壓器保護(hù)使用PK-21保護(hù)屏。其中，能夠快速切除大電流接地故障的ZLF-31X完成了三、四段式零序電流的方向保護(hù)；而由六個(gè)方向阻抗繼電器組成的可以實(shí)現(xiàn)快速切除相間故障，并滿足一、二段切換以及三段獨(dú)立的ZJL-31X完成了三段式的距離保護(hù)；在發(fā)生故障時(shí)完成三項(xiàng)跳閘、重合的任務(wù)則靠ZSC-31X來實(shí)現(xiàn)。

1.2 傳統(tǒng)繼電保護(hù)中所出現(xiàn)的問題

在傳統(tǒng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)中，由于保護(hù)裝置大多是電磁式器件，體積大、整定復(fù)雜、接線量大，精度較差造成了檢測監(jiān)控的不方便。此外，因?yàn)閭鹘y(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備暴露在空氣中使得繼電觸點(diǎn)氧化，影響保護(hù)的靈敏度和可靠性，從而造成了經(jīng)濟(jì)效益的損失。

2 基于計(jì)算機(jī)控制的110kv變電站繼電保護(hù)技術(shù)改造

2.1 變電站繼電保護(hù)技術(shù)改造目標(biāo)

利用DFP-210計(jì)算機(jī)系統(tǒng)繼電保護(hù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PXH-112X繼電保護(hù)四統(tǒng)一型裝置，在主變壓器設(shè)備上增加CT、PT斷線保護(hù)，在系統(tǒng)的后備保護(hù)中添加三段過電流保護(hù)，用以提升繼電保護(hù)系統(tǒng)安全穩(wěn)定、質(zhì)量精度方面的性能，實(shí)現(xiàn)當(dāng)PT發(fā)生斷線時(shí)進(jìn)行線路保護(hù)。另外，在完成變電站繼電保護(hù)技術(shù)改造的基礎(chǔ)上，提升電網(wǎng)的安全性和線路的保護(hù)性，合理減少保護(hù)線路的接線數(shù)量。

2.2 技術(shù)改造中的注意事項(xiàng)

（1）以圖紙規(guī)范技術(shù)改造

在變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的技術(shù)改造過程中，必須以設(shè)計(jì)圖紙為第一原則。譬如以設(shè)備調(diào)試大綱進(jìn)行設(shè)備調(diào)試，以鋪設(shè)線路圖紙完成保護(hù)線路的鋪設(shè)，使用二次回路設(shè)計(jì)圖紙對二次電路實(shí)施安裝，以及利用安裝設(shè)備技術(shù)要求書指導(dǎo)設(shè)備的安裝工作等，都必須以設(shè)計(jì)圖紙作為技術(shù)改造工作的前提，嚴(yán)格按照圖紙要求進(jìn)行裝置安裝和電氣接線，全面保障技術(shù)改造作業(yè)過程中的規(guī)范性與嚴(yán)謹(jǐn)性。

圖1 計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng)構(gòu)成

（2）防范二次回路的技術(shù)改造影響

由于互感器發(fā)生二次回路過阻抗時(shí)，造成系統(tǒng)產(chǎn)生零序電壓、保護(hù)處電壓降低，導(dǎo)致PT斷線；同樣互感器的二次回路出現(xiàn)多點(diǎn)接地時(shí)，造成相電壓異常、相位變化，導(dǎo)致工頻變化繼電器以及功率變化繼電器的誤觸發(fā)；而當(dāng)互感器的二次回路發(fā)生斷路問題時(shí)，也會造成繼電器的誤觸發(fā)。這些由二次回路故障出現(xiàn)的問題，都會導(dǎo)致繼電保護(hù)作用的喪失，從而影響繼電保護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)作。因此，在進(jìn)行繼電保護(hù)系統(tǒng)技術(shù)改造時(shí)，應(yīng)該特別注意二次回路的問題，避免因?yàn)槎位芈饭收隙a(chǎn)生的對于保護(hù)設(shè)備的影響。

（3）預(yù)防一次設(shè)備的直流接地問題

在技術(shù)改造的過程中，不僅需要防范二次回路故障的出現(xiàn)，還應(yīng)該注意一次設(shè)備出現(xiàn)直流接地的問題，例如一次設(shè)備的溫度計(jì)、電壓計(jì)等器件線路，因?yàn)殚L時(shí)間使用造成的設(shè)備老化、設(shè)備故障，而發(fā)生直流接地現(xiàn)象。所以在技術(shù)改造的過程中，應(yīng)該注意對一次設(shè)備進(jìn)行檢查，注意可能造成直流接地的問題，對于系統(tǒng)故障報(bào)警系統(tǒng)提示的直流接地問題，積極應(yīng)對，仔細(xì)排查故障原因，及時(shí)解決直流接地問題。

（4）防止互感器的連接問題

當(dāng)互感器出現(xiàn)連接問題時(shí)，應(yīng)該及時(shí)向維修設(shè)計(jì)部門進(jìn)行反饋，仔細(xì)檢查變壓器套管CT的極性，并與互感器的連接圖紙做比較，確定正確的連接方式后再進(jìn)行下一步的安裝方案，防止因?yàn)榛ジ衅鬟B接不當(dāng)所導(dǎo)致的電氣安全事故的發(fā)生。所以技術(shù)改造的過程中，也要格外留意互感器的連接問題。

（5）與運(yùn)行設(shè)備的交直流隔離

針對變電站的繼電保護(hù)技術(shù)改造，還需要特別注意繼電保護(hù)設(shè)備與運(yùn)行裝置兩者之間的交直流隔離，充分多好兩者之間的隔離絕緣工作。一旦兩者之間的絕緣措施處理不當(dāng)，就會發(fā)生較為嚴(yán)重的電氣安全事故。所以通過定期檢查，充分保障好兩者之間的良好絕緣，可以有效的防范電氣安全事故。

（6）確保繼電器實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)閉鎖

在變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)中，存在著針對有載調(diào)壓、TA斷路、過負(fù)載等等閉鎖功能的檢測，這些閉鎖條件與繼電器之間具有相互的關(guān)聯(lián)性，所以必須對與繼電器相關(guān)聯(lián)的閉鎖條件進(jìn)行逐一的閉鎖模擬檢驗(yàn)，以確保繼電保護(hù)閉鎖功能的正常運(yùn)作。

2.3 技術(shù)改造中的具體方法

（1）強(qiáng)化主變壓器的保護(hù)設(shè)備改造

改造過程中為實(shí)現(xiàn)變壓系統(tǒng)更為安全可靠的運(yùn)行，必須強(qiáng)化主變壓器的輔助保護(hù)功能。在實(shí)際的變壓器保護(hù)中，為實(shí)現(xiàn)瓦斯、過流、差動(dòng)速斷的保護(hù)功能，保護(hù)裝置的選取上一般采用CAT-211來完成。操作人員在系統(tǒng)運(yùn)行中，只需要利用遙信遙控的方法實(shí)現(xiàn)對于變壓器兩側(cè)斷路器的調(diào)試，來滿足整個(gè)技術(shù)改造目標(biāo)的要求。

（2）加強(qiáng)進(jìn)線方式及其聯(lián)絡(luò)開關(guān)保護(hù)設(shè)備改造

繼電保護(hù)系統(tǒng)常規(guī)運(yùn)行情況下，為達(dá)到低周減載的目的，通常采用兩路進(jìn)線的方式對變壓器進(jìn)行保護(hù)。在大多數(shù)變電站所使用的檢測控制及其相關(guān)裝置中，一般為保護(hù)設(shè)備和變電站兩路母聯(lián)進(jìn)線的方式，再提升系統(tǒng)保護(hù)效能的同時(shí)，增強(qiáng)了及時(shí)限流、保護(hù)接地的作用。因此加強(qiáng)對于進(jìn)線方式及其聯(lián)絡(luò)開關(guān)保護(hù)裝置的改造，大大增強(qiáng)了繼電保護(hù)系統(tǒng)的性能。

（3）提升饋線開戶保護(hù)系統(tǒng)性能

按照現(xiàn)行保護(hù)系統(tǒng)的安裝慣例，利用相對保護(hù)動(dòng)力較小的CAT-212，進(jìn)行饋線開關(guān)保護(hù)設(shè)備的合理安裝。選用CAT-212的原因，在于其方便快捷的非直接式小電阻、接地系統(tǒng)保護(hù)饋線的安裝方法，全面提升了饋線開戶保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備的工作運(yùn)行的時(shí)效性能。

（4）改進(jìn)電力電容器相關(guān)設(shè)備

電力電容器能夠有效的對電力網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行饋線，所以改進(jìn)保障電力電容器安全可靠的性能，對于變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)及其整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)都具有十分重要的意義。在電力電容器的選用上，采用具有高穩(wěn)定性的CAC-211，可有效實(shí)現(xiàn)110kV變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)建。

2.4 實(shí)施方案與效果對比

為了不影響變電站正常運(yùn)作，在110kV變電站繼電保護(hù)技術(shù)改造的實(shí)施過程中，采用“一路停一路行”的方案，即：針對雙回路進(jìn)出線的繼電保護(hù)系統(tǒng)，變電站工作電路正常運(yùn)行，選擇備用電路進(jìn)行停電改造，檢驗(yàn)合格后上電運(yùn)行，再選擇變電站工作電路進(jìn)行停電改造。

表1 經(jīng)過改造后的繼電器保護(hù)效果

3 結(jié)束語

本文從基于110kV變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)改造問題出發(fā)，整合融入信息計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，綜合論述了現(xiàn)階段110kV變電站繼電保護(hù)技術(shù)改造的方案方法。關(guān)于繼電保護(hù)、電力系統(tǒng)的問題，雖然依然存在于國民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化建設(shè)的道路上，但是隨著我國新型創(chuàng)新產(chǎn)能戰(zhàn)略的實(shí)施以及國家綜合科技創(chuàng)新能力的不斷提升，對于實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)全新高效的未來發(fā)展模式，引導(dǎo)國家電力企業(yè)走進(jìn)發(fā)展新時(shí)代，必定具有劃時(shí)代的重要意義。

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