季高炜
广东电网有限责任公司惠州供电局 广东 惠州 516000
摘要：本文对变电运行涉及到的继电保护以及相关理论实践作了一定的总结和分析。主要从回路入手，分析各种保护的特点，并适当讲述了对称分量法在保护分析中的运用，以及变电运行工作中容易遇到的问题。
关键词：回路；中性点；配合
1.零序保护和距离保护
零序保护，关键在回路，例如一侧中性点接地，一侧不接地，只要不接地侧有母线，双回路，零序电流就可以通过母线流回接地侧，通过中性点流回接地点。或者不是双回路，零序电流通过别的线路，通过环网流回接地侧中性点，再流回接地点。因此，广东惠东片区110kV变电站即便中性点不接地，线路保护的零序保护压板也是投入的。又如电缆线路，即便中性点不接地，也可以通过屏蔽层接地形成回路。所以惠东110kV多祝站3号主变变高变中中性点均不接地，但是35kV多业线（电缆线路），仍然投入了零序过流保护，就是因为屏蔽层接地的原因。距离保护，一般配置TV断线相过流保护，当距离保护功能压板投入，并且TV断线时生效。这就是为什么惠州供电局每当有母线的110kV变电站停单母线的PT时，先退出距离保护，后再投入距离保护的原因。
2、差动保护与主要的后备保护特点
差动保护，原理简单，也容易误动。例如，当差动保护投入时，一侧开关在合，一侧代路，差流为一倍负荷电流，保护动作跳闸。又如，保护投入，一侧开关代路，两开关并列，另一侧为正常运行，此时差流为一半负荷电流，保护动作跳闸。母差保护，要关注ct等电位点。当等电位点在开关侧时，如果ct内部故障，此时电流全部流入等电位点，母差保护动作。当等电位点在线路侧时，当故障点在ct内部时，流入电流等于流出电流，母差保护不动作。失灵保护是非常关键的保护，当220kV开关失灵时，跳开故障开关所在母线上的所有开关。如果是220kV主变变高开关失灵，则要跳开主变三侧开关。500kV主变变中，变高开关失灵，同样跳开主变三侧开关。过流保护，则有明显的方向性，即从电源侧流到短路点。例如220kV主变变中引线短路，另外一台主变变中电流也会通过110kV母联开关流向故障主变的变中引线。如果是220kV变高引线故障，主变差动保护不动作，那么220kV线路的短路电流也会直接流向变高引线，将另一台主变变高短路，对侧所有220kV线路保护二段动作，跳开对侧所有220kV电源的开关。
3、单相接地，两相接地的回路分析
接下来我们将要分析一下单相接地，两相接地的实时回路特点。本文忽略避雷线的分流，因为不是重要影响因素。单相接地，原来的负荷电流兵分两路，一路沿地面流向两侧主变的中性点，另一路沿线路流向对侧主变。两相接地，当两相相位相反时，就变成两相短路。当两相相位相同时，情况与单相接地类同。线路单相接地，接地点两侧零序电流都是三相相同，流向主变中性点，然后流回中性点。两相接地，情况类同。可能有人会问，单相接地，两相接地，它们的零序分量回路图是否不同？其实，根据对称分量法我们可以知道，短路是横向故障，对称分量法的做法是在故障点同一位置人为设置三相为对应正负零序电压的叠加，那么不管单相接地还是两相接地，故障点处都会有零序电压，而且三相的零序电压相等。这里实际上也运用了等效代换的思维。知道这一点，对于分析零序回路是有好处的。接地是一个需要重点关注的问题。它分为中性点直接接地，和非直接接地，不接地三种情况。为方便讨论，我们只研究单相接地，两相接地做一般性讨论。当中性点经消弧线圈接地时，由于容性电流与感性电流相位相反，所以另外两相的容性电流会被补偿掉，少部分通过接地点流回去。当消弧线圈的感抗选取的值与系统电容容抗值全补偿时，容性电流就完全从消弧线圈流回去。由于考虑过电压的影响，通常消弧线圈选择上是采用过补偿的方式。当中性点采用电阻接地时，情况与消弧线圈不同。由于单相接地，所以星形接法另外两相电压相量和为接地相的反相，即中性点电阻电压升高为相电压，电流通过中性点电阻流向地面，与容性电流一起通过接地短路点流回去。
此时，接地电流较大，线路直接跳闸。中性点不接地的情况也较简单，容性电流通过接地点流回去。当中性点不直接接地时，系统发生两相接地短路，此时的电压特点是什么样的？这个问题需要弄清楚。根据三相电路理论，对于两相短路，我们知道三相电压保持对称，那么三相电压之和为零，短路的两相电压相等。联立以上两个方程，可得短路两相电压相等，并且等于正常相反相的一半。两相接地，可以在两相接地的基础上叠加一个接地，电压是相等的。这就是小电流接地系统单相，两相接地的特点。距离保护的保护范围也是一个需要关注的问题。我们以单相接地为例，根据距离保护阻抗公式，如果零序补偿系数整定偏大，那么距离保护整定值偏小，这意味着保护范围缩小。反之，如果零序补偿系数偏小，那么保护整定值偏大，保护范围就会偏大。然后说说重合闸的时间与保护动作时间的配合。重合闸的动作时间必须大于保护二段的时间定值，否则重合闸失去作用。重合闸还必须和备自投装置配合好，备自投动作必须闭锁重合闸，使其不动作。
4、双母线操作中二次的配合，以及保护的配合分析
双母线接线，倒母线操作，母线转冷备用，母联断路器何时断开一直是一个关注点。在一段时期内，断路器有断口电容，电压互感器为电磁型电压互感器，当容抗值与感抗值满足串联谐振条件时，断开母联开关，即形成串联谐振，产生过电压，会打坏设备。所以，当时的操作方法是，先拉开PT刀闸，再断开母联开关。后来，经过技术改造，断路器不再有断口电容了，电压互感器也改用电容式电压互感器了，串联谐振不再存在了。但是另外一个问题不容忽视，就是电压互感器二次电压反充电的问题。某双母线接线的220kV变电站开展220kV母线转冷备用的操作。当操作到最后一个间隔倒至另外一段母线上后，先断开母联开关，准备后拉开PT刀闸，此时，220kV备自投动作，跳开运行线路，合上热备用线路，正好此时线路故障，合上的线路跳闸重合不成功，全站失压。事故调查发现，当操作到某一个间隔倒至另外一段母线上时，切换继电器同时动作信号未复归，通过电压切换回路可知，此时PT二次回路异常并列，当母联开关断开后，带电的PT对不带电的PT二次充电，产生很大的充电电流，导致运行的PT二次空开跳闸，运行母线二次失压，备自投装置感受到母线失压，负荷也较轻，达到无压无流定值，满足动作条件，备自投动作，跳开仅有的一条电源线路，合上备用线路，此时正好线路故障，备用线路重合闸失败，导致全站失压。此后，南方电网公司修改了双母线倒母线操作的操作顺序，先拉开PT刀闸，后断开母联，避免了PT二次反充电的可能性。江苏省电力公司也有类似的针对性防范措施，不过略有不同，他们在断开母联前，先断开停电母线的PT的二次空开，然后断开母联开关，再拉开停电母线PT的刀闸。两者殊途同归，作用是一样的。保护的失去配合也是一个关键问题。保护的配合有定值的配合和时间的配合，两者能够全部配合的称为完全配合，只能满足一个配合的称为不完全配合，完全配合不了的称为完全不配合。定值不配合的原因主要是线路过短，定值过小，难以区分。还有一种是时间的配合，失去配合的原因主要是保护自带的可选时间个数。例如，距离保护三段有三个时间定值，超过三段线路，则时间上无法配合，即时间失配。例如，220kV东澎站110kV东平线，平多线，多宝线是串供的三级线路，距离三段作为后备保护，有三个时间，多宝线是2.1秒，平多线是1.8秒，东平线是1.5秒，当如果还有一段线路时，就会发生时间失配。如果说相间故障因为有明确的方向性从而容易分析的话，那么接地故障则因为复合回路不清晰而不易分析。
5、零序CT屏蔽层接地分析
零序CT的屏蔽线接地是变电运行人员的一个重要关注点。广东佛山供电局对此做过研究，认为屏蔽线的穿接方式不能使屏蔽线电流纳入零序CT测量范围内。如何判断是否在零序CT测量范围内，首先要对三芯电缆接地方式有了解，三芯电缆是两端接地的，目的是防范过电压。其次，屏蔽线，两端接地点，和屏蔽层会形成一条完整的回路，供屏蔽电流流动。观察屏蔽线的位置，只要一来一回两条支路同时穿过零序CT，或者不穿过零序CT，那么就是正确接线。不穿过零序CT好理解，一来一回两支路同时穿过零序CT，根据楞次定律，磁通抵消，所以不纳入测量范围。反之，只要是一来一回任意一条支路穿过零序CT，则屏蔽层电流就纳入了零序CT测量范围内。
总结
本文对变电运行涉及到的继电保护以及相关理论实践作了一定的总结和分析。主要从回路入手，分析各种保护的特点，并适当讲述了对称分量法在保护分析中的运用，以及变电运行工作中容易遇到的问题，对变电运行日常工作有针对性的指导意义。
参考文献：
[1]李蓓.?浅析变电运行中继电保护相关技术性问题[J]. ?技术与市场.?2018(08)：153-154