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变电站二次继电保护设计方法及问题丁健

发表时间：2021/3/26 来源：《电力设备》2020年第32期作者：丁健

[导读] 摘要：随着我国电力行业的不断发展，居民的日常生活用电量以及工业生产的用电需求都在不断增加，在很大程度上加大了我国电网供电的负担。

        （神东煤炭集团供电中心陕西省榆林市 719315）
        摘要：随着我国电力行业的不断发展，居民的日常生活用电量以及工业生产的用电需求都在不断增加，在很大程度上加大了我国电网供电的负担。在电力运行的过程中，其中一个很重要的安全保障环节就是继电保护设计，在很大程度上能够有效提高变电站运行的有效性和安全性，二次继电保护能够确保电网的安全稳定运行，从而保证电网供应的稳定性。本文将针对变电站的二次继电保护设计方法及问题进行简要分析，并给出相应的设计原则和改善方法，提高电站的供电水平和质量。
        关键词：变电站；二次继电保护；电路设计
        一、引言
        随着我国电力行业的不断发展，为了满足日益增加的用电需求，提高电网的供电负荷，我国的电网在实际运作过程中已经建立起了一套较为完善的供电保障模式，例如借助智能信息技术实现的智能化机电保护系统，能够在很大程度上借助微型电子设备对机电系统的正常运行状况进行监测，从而实现继电保护。但是从另一方面来看，虽然我国的电力供应系统已经有了十分显著的技术发展，但在某些方面仍然面临着一些问题，例如变电站二次继电保护标准以及相关的管理规范和工作流程，仍然需要加强重视程度并予以改善。
        二、二次继电保护设计存在的问题
        （一）母线电压切换问题
        我国的电力行业在长期的工作过程中总结出了大量的经验，在开展二次继电保护工作时，相关的工作人员应该使用双母线接线，并在同时实现侧母线的工作隔离，从而实现双母线电压之间的切换。该方法在很大程度上降低了操作难度和操作风险，但是在具体的开展过程中仍然会出现其他问题，例如开关的接触不良会导致短距离保护情况的发生。因此在实际的操作过程中，工作人员要进一步重视母线电压的切换问题，在开关盒中使用双位继电器，取代原有的装置，从而降低故障问题的发生率。
        （二）后台运行管理工作中存在的问题
        除了电力装置的日常维护以外，对于变电站日常工作的监督管理以及后台运行管理工作也十分重要，这在很大程度上影响着日常的工作效率和水平，如果能够实现良好的后台运行管理，那么就能够在很大程度上降低问题故障的发生率，或是在故障发生时能够及时发现并作出处理。现阶段的变电站电力设备大多采用自动化控制系统，相关的操作人员只需要通过后台监控机进行监控与管理即可。但是部分工作人员往往忽视后台运行的监管，从而导致相关设备运行使故障发生率较高，部分对于电磁环境较为敏感的零件设备，往往会由于相关工作人员疏于管理，导致故障发生率的提高。
        （三）零序保护工作存在的问题
        如果在变电站的工作过程中，部分线路的额定电压超过了110KV，就会在很大程度上提高零序保护的故障问题发生率，该部分的故障在日常的电力工作中出现频次较高，因此更需要在日常的二次继电保护工作中予以重视。根据2018年的电力工程行业相关数据统计，变电站的电力供应故障中，在零序保护工作中出现的问题占据90%以上。在设计零序保护工作中，相关技术人员应该首先重视相关的设备器材使用与维护，目前我国大部分变电站采用的是自产3U0，因此在进行二次继电保护工作设计的过程中，应该首先注意到3U0的接线方式。

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        三、变电站二次继电保护设计原则
        现阶段大部分电力设备都采取自动化的电子控制系统，这在很大程度上减轻了人力负担，但同时也由于较为复杂的控制系统提高了日常保护工作的复杂程度，这就要求再进行二次继电保护设计的过程中，相关的技术人员必须坚持以下设计原则，从而保证变电站工作的顺利开展和进行，提高工作水平与质量：
        首先，要坚持选择性的工作原则，在开展保护工作的设计过程中，应该针对变电站二次设备的日常运行环境和实际运行状态，进行更加具有针对性的分析，并根据不同工作状态下产生故障的异质原因进行分析，从而有选择性的进行保护设计工作，保证电力运行的正常开展。
        其次，还应该坚持迅速性的原则，相关的技术工作人员应该借助电子化控制管理系统，在发现二次设备出现故障的同时迅速作出反应，在最短的时间内实现故障排查和定位，并根据事先制定的保护工作预案进行迅速处理，及时切断，从而提高工作水平和效率。
        最后，还应该坚持灵敏性原则，再进行二次继电保护设计时，应该注重提高保护系统整体的灵敏程度，如果需要保护的二次设备出现故障问题，能够保证在很短的时间内实现故障的感知和定位，并能够针对具体的故障问题实现自动化处置。
        四、变电站二次继电保护设计策略
        （一）母线保护以及断路器
        应该进一步重视母线保护以及断路器的失灵保护工作，在开展保护设计工作的过程中，进一步重视母线保护情况，从而实现更加灵活全面的电路保护措施。因此应该首先设计更加完善的双套保护系统，并且确保系统能够正确分析由于变压器设备故障或是系统母线故障所导致的相关设备的失灵问题，从而帮助系统采取更加合理正确的保护模式，提高保护工作整体的效率和水平。
        （二）110KV线路重合闸的设计
        想要在真正意义上实现二次继电保护功能，还必须加强对于线路重合闸的保护设计，通过采用1对1的单独重合闸线路保护启动方式，能够在很大程度上避免不同设备之间的干扰问题。这就要求在继电保护设计中，要确保不同线路的重合闸配置相对独立，不会受到不同线路之间的干扰问题。因此系统设计的过程中应该保证不同线路同时运行的状况下，做到系统分别控制的有效性。
        （三）一次设备的管理
        同时还应该注重一次设备的相关管理，在保护系统设计的过程中优化回路模式，通过断路器的三相一致保护，从而在一定程度上避免由于电缆过长等原因所导致的错误保护动作。同时在设计过程中还应该借助断路器的优势，更加合理的应用双母线电压互感器，一方面简化回路的切换处理工作，另一方面提高系统运行的灵敏程度，从而在一定程度上实现闭锁和防跳的功能。除此之外，在整体的设计过程中还应该针对变电站的实际运行程度和工作状态，进行更加具有针对性的设计，从而实现不同保护模块和功能之间的合理配合，最终完善二次继电保护工作的效率。
        五、结语
        变电站的日常工作需要通过各种手段以增加其运行的稳定性和安全性，这在很大程度上影响着我国电网的供电质量和水平，因此相关的技术工作人员应该加强此方面的重视程度，通过不断提高自身的工作技术和水平，实现更加具有专业化的设计模式，提高继电保护工作的应用水平，从而进一步提升变电站整体二次继电保护工作的效果，保证电力设备的正常运行。
        参考文献
        [1] 付军. 智能站设计在变电二次继电保护中的作用[J]. 水电科技, 2020(1):43-44.
        [2] 谢杰. 智能变电站中二次继电保护稳定控制系统应用设计[J]. 通讯世界, 2020, v.27;No.358(03):143-144.
        [3] 刘志刚, 王志鹏, 张海辉,等. 基于SVG技术的智能变电站继电保护分析装置设计[J]. 机械设计与制造工程, 2020, v.49;No.436(03):65-69.
        作者简介：丁健（1984-07-10），男，汉族，籍贯：内蒙古鄂尔多斯市，当前职务：科员，当前职称：工程师，学历：工程硕士，研究方向：机械工程