浅谈220kV变电站中继电保护的应用

摘要：电力行业的可持续发展必须建立在高效优质的电力服务基础上，而要使电力服务水平得到有效的提升，在确保其安全的同时，保证电力系统可以快速、稳妥的运行已变得越来越重要。文章针对继电保护的类型进行了研究，分析了主变差动保护、线路差动保护的回路概况，总结了两种保护在线路中起到的作用，针对保护存在的问题提出了有效的措施。

关键词：220kV变电站；继电保护；电力服务水平；主变差动保护；线路差动保护 文献标识码：A

中图分类号：TM77 文章编号：1009-2374（2016）34-0057-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.34.028

继电保护是电力系统中极其重要的二次设备之一，是电力系统安全、稳定、经济、可靠运行的重要保障。电力系统运行过程中，由于受到自然或人为条件的制约，在一定程度上会产生各种各样的短路故障或不正常工作状态。由于事故的发生往往是由故障和不正常工作状态引起的，因此二者带来的影响不可忽略。而继电保护的任务就是将故障设备从系统中隔离出来，限制事故的影响及范围，保证电能质量，提高供电的安全性和可靠性，然后根据具体性质要求进行操作管理。继电保护是由测量部分、逻辑部分、执行部分组成，因此继电保护回路是由电流回路、电压回路、开入回路、开出回路、保护装置组成的。本文从常规220kV变电站中220kV主变、220kV线路和220kV母线入手，探讨继电保护回路系统的应用问题，提出一些运行中的注意事项。

1 220kV变电站运行中继电保护回路

1.1 主变保护回路

主变保护简单的说，其是一套在主体变压器上、起配合和保护作用的装置。《南方电网220kV变压器保护技术规范》中指出，主变保护主要由双重化配置主后一体的电气量保护和一套本体非电量保护组成，220kV断路器保护可选择性配置。主保护包括纵联差动保护和差电流速断保护，且动作后都是跳开变压器各侧断路器。后备保护则包括高压侧后备保护、中压侧后备保护和低压侧后备保护。通过保护逻辑回路、开入、开出回路的配合的完善，要求主变保护装置在电压互感器二次回路发生断线时，及时发出报警信号，并闭锁可能误动作的保护；在电流互感器处于暂态状态和饱和情况下，主变保护可以正确动作；在变压器保护的范围内任何方式下产生的金属性和非金属性的故障时，保护都能正确动作，而在保护范围以外发生故障时，则不出现误动作现象。

1.2 线路保护回路

线路保护的保护对象是站与站之间的输电线路。《南方电网220kV线路保护技术规范》指出，线路保护应该以“加强主保护、简化后备保护”为原则，采用一套可将主保护和后备保护融为一体的继电保护装置。每回线路应按双重化要求至少配置两套完整的线路保护，并且这两套线路保护应该做到相互独立的和主后一体化。双重化配置的两套保护配置各自独立的电压切换装置。在通道条件具备的条件下，可将每套保护都采用双通道配置。对于长度不大于20km的短线路体系应至少配置一套纵联电流差动保护，并尽可能地将通道优先采用专用光纤芯。对于同杆并架部分长度超过5km或超过线路全长30%的线路，配置两套纵联电流差动保护。存在旁路代运行方式的同杆并架线路可配一套纵联电流差动保护和一套传输分相命令的纵联距离保护。重冰区线路的保护适合采取双通道保护，并至少提供一套可以用于应急的保护通道。

1.3 母差失灵保护回路

母差失灵保护实质就是母线保护，其包括母线差动保护和断路器失灵保护。母动差保护以基尔霍夫定律为基础，将母线作为一个节点，使运行和外部短路流入母线的电流向量为零。而断路器失灵保护是在故障发生时，继电器拒绝动作，自动切断一切电路的过程，以使停电范围尽可能最小化，减小不必要的损失。母差失灵保护对于保障电网安全运行有着重要作用。

母线保护应该按双重化原则进行配置，该配置的两套母线保护的电流、电压回路，直流电源和跳闸回路相互独立，电流、电压都分别来自各自对应的电流、电压互感器的不同绕组。双重化配置的两套母线保护应分别动作于断路器的一组跳闸线圈。对于双重化配置的两套母线保护来说，每套保护装置都应该处理可能发生的所有类型的故障，并且两套保护之间不能有任何电气联系，要将其运行和检修时的安全性考虑进来，当一套保护退出时，必须使另一套保护的运行不受影响。

对于开入回路而言，其变压器支路应将电气量保护跳闸接点作为三相跳闸启动失灵开入；其母联和分段支路应将操作箱三跳启动失灵（TJR）动作接点作为三相跳闸启动失灵开入；而线路支路可将保护分相动作接点作为分相跳闸启动失灵开入，将操作箱三跳启动失灵（TJR、TJQ）动作接点作为三相跳闸启动失灵开入。

对于开出回路，要求主变后备保护动作跳母联（分段）应不启动母联（分段）断路器失灵保护，而母线保护和独立的母联（分段）过流保护动作应该启动母联（分段）断路器失灵保护。

对于电流互感器和电压互感器，有如下要求：220kV母线及母联（分段）保护适合采用型号为5P级电流互感器。对于各支路，应允许其使用不同特性及变比的CT。在新建或改造电压互感器的过程中，应该考虑为双重化配置的两套保护提供两个不同的二次绕组。

2 常见220kV变电站不正确动作事件分析

2.1 保护装置原理设计不合理或硬件设计不当造成保护误动

2016年3月9日21时13分，海南炼化220kV变电站35kV系统故障，#1主变压器阻抗保护动作跳闸，闭锁炼化站35kV母线分段备自投，导致炼化站35kVI段母线失压。原因是#1主变压器保护装置（GED30）软件原理设计不合理，装置测量阻抗落入动作区后不能瞬时返回，直至电流低于电流量监视定值后阻抗保护才返回。因此区外故障隔离后设备的负荷电流超过电流监视元件定值将导致保护越级动作。炼化厂35kV故障隔离后主变负荷电流0.6PU，超过监视元件出厂默认值0.2PU，#1主变保护误动。

2.2 接线错误，验收不到位造成保护误动

2014年12月15日，220kV文山变电站2号主变保护由于区外故障引起主变稳态比率差动保护动作。经保护动作报文分析和现场检查发现，2号主变第二套差动保护TA绕组误取为测量绕组，在110kV马xⅡ回线线路故障后，文山变2号主变第二套差动保护TA饱和，差动继电器的差动电流达到变压器差动保护动作定值，差动保护动作。

2.3 误操作造成保护误动

海南儋州供电局220kV成塔I线线路启动后，中调下令投入“220kV成塔Ⅰ线重合闸”，运行人员仅投入重合闸出口压板，未将重合闸方式把手置“单重”位置（仍保留在“停用”位置），造成2015年10月07日220kV成塔Ⅰ线发生故障时，大成侧跳三相不重合。

3 维护注意事项

电流回路、控制回路、装置是误动的三大原因，那么在日常运行维护中应该注意以下四点：（1）做好保护验收工作，验收是保护正常运行的第一关，严守验收关可以第一时间把误接线、误设计、误整定扼杀在摇篮里；（2）做好保护定检工作，在例行定检工作中把好关，也可以发现可能遗留的问题并及时更改；（3）做好二次安全措施，布置和恢复安全措施时都要认真仔细，避免误接线，做好与运行回路的隔离；（4）做好反事故措施执行工作，网省公司的反事故措施都是在事故事件的基础上协商汇总出来的宝贵经验，基层反事故措施应该做到应做必做，设备全覆盖。

4 结语

近几年，我国的经济水平在世界上逐渐位居前列，伴随着日益提高的经济状况，电力发展迅速崛起，不断改善电网的安全和稳定性，已成为电力系统的主要发展方向。这就要求我们在前人关于继电保护器研究的基础上不断更新，在设计回路的同时从实际出发，在促进电力发展的同时，达到经济环境双收益。

此外，电力工程的实施是安全管理的重点工作。如何在电力工作中进行有效合理的管理，是电力领导者必须探讨的话题。合理有效的管理制度不仅有利于工作的展开，更使得电力系统在应用中更加安全。而且有效地提高文明施工的意识、完善风险工作，对于我国电力的发展有着积极作用。

220kV变电站是我国重要的电力设备之一，其运作的安全性与稳定性，与人们的生活工作息息相关，继电保护系统是决定变电站安全运行的关键因素，对于保证变电站安全运行有着巨大的贡献。相信在不久的将来，变电站运作中的继电保护将在生产生活中逐渐应用，并促进我国电力事业健康发展。

参考文献

[1] 王颖.浅谈主变保护的现场应用[J].科技风，2011，28（5）.

[2] 黄琼芳.220kV变电站运行中继电保护回路系统应用分析[J].企业技术开发，2013，32（21）.

作者简介：胡伟伟（1980-），女，河北泊头人，广东电网有限责任公司惠州供电局工程师，研究方向：继电保护。