浅谈500kV变电站继电保护异常及防范

浅谈500kV变电站继电保护异常及防范

谭业政吕士良岳周柳玉林

（国网山东省电力公司检修公司264006）

摘要：500kV电压等级线路作为国家输电的主干网，其地位日渐突出。而500kV变电站作为电能转换、配送的枢纽，发挥的作用更是重要。本文主要分析了500kV变电站在运行中常见的异常，探讨了如何对常见异常进行防范。

关键词：500kV；变电站；继电保护；异常；防范

一、500kV线路继电保护及装置的常见异常

当前500kV线路继电保护及装置的常见异常有：

①干扰作用。造成该问题的主要原因是微机保护较弱的抗干扰能力经常会因为保护屏附近的通信设备的干扰作用，引起逻辑元件的误动作。②定值故障。在定值问题上主要会出现以下的故障：整定计算不准确，造成了系统误差；装置没有及时更新，逐渐老化；人工操作时采用了错误的整定方法。③高频收发信机无法正常工作。不同厂家，生产的收发信机质量也会存在差异，经常会因为通信设备问题而引起高频保护收发信机不工作。④插件绝缘。有一些保护装置的集成度很高，并且具有十分紧密的布线，运行较长时间后会由于静电的作用使得静电尘埃聚集在插件接线焊点周围，容易使电路焊点之间会形成导电通道，引发装置故障。⑤CT饱和。在二次系统中，CT的作用是不可忽视的。系统发生故障会形成快速加剧的短路电流，造成CT饱和，使得继电保护装置不能正确动作。

二、针对500kV变电站继电保护故障的防范措施

2.1500kV继电保护的光纤复用通信方式

光纤技术在传输继电保护信号时有抗磁钢干扰、抗感应过电压、不受输电线路运行状态的牵制、能可靠传送保护信息等优点。500kV线路继电保护复用光纤通信可采用复用2Mbit/s通道的保护方式，通道由同步数字系列（SDH）光传输网提供。但此装置在应用中还存在一些问题：如链接比较复杂、不容易实施、维护性差等，又由于技术不够高使得生产品质不高，易发故障，无法进行网管监控。另外，一套接口装置只能对应一条线路保护通道，如果通道数量增多则相应的成本增高。所以，应该从改进保护设备与SDH设备之间的通信接口着手，采用多个装置连接口的方式。其工作原理较简单，首先定义一个2Mbit/s光接口标准，解决接口装置在光信号传输过程中，接口速率、编码格式等不一致导致的接口不能互通的问题。其次就是在以往设计的基础上增加装置接口，以达到使用率高、运行稳定、工作效率高的目的。

2.2同杆双回线路的继电保护

双回线路传输的功率比单回线路大，两侧系统联系更强，其安全稳定运行对系统安全更为重要。这就对同杆双回线路的保护提出了更高的要求，需要保护装置要更快速、准确而又有选择性地切除故障线路。其在输电容量、输电效率和投资回报率方面更具优越性，但其又受到当今生产工艺的限制。

因为同杆双回线路导线多、双回线路之间距离近、运行方式多样，因此操作起来比较困难。在同杆双回线路继电保护应用中，如果对双回线复杂的运行方式和零序互感器等方面的影响考虑不充分，或者保护配置方案和定值整定不合理，则会出现保护装置误动或拒动的情况，会严重危害电网。解决对策就是在跨线故障时仅切除故障相，实现按相重合闸。其中采用分相电流差动纵联保护，就能在跨线故障时选跳故障相。对继电保护工作者来说，如何应用同杆双回的继电保护及重合闸很重要，所以应熟练掌握和熟悉同杆双回末端跨线故障三相掉闸的保护、同杆双回跨线故障相继按相掉闸的保护、同杆双回跨线故障同时按相掉闸的保护、同杆双回配综合重合闸的保护、同杆双回配多相重合闸的保护等。

2.3远方跳闸线路保护

根据高压线路保护的配置原则：除具备全相速动的纵联保护，还至少具有三段式相间、接地距离保护，反时限零序或定时限零序方向电流保护的后备保护；应能适用于弱电源系统；在失压情况下，应能准确自动投入后备保护功能，允许失去选择性。所以500kV线路继电保护的远方跳闸功能应用起来很方便可靠。正常情况下采用就地判别装置构成的远方跳闸回路，在线路保护中应用也比较广泛，当就地判别装置出现故障时或就地判别装置退出运行时。自动切换至远方跳闸回路。其主要是指线路一次故障或异常（过电压、高抗故障、开关失灵等）时，经由一定媒介（如高频通道中的慢速通道、光纤通道）传输指令切除对侧开关的一种保护功能。通常使用以下方式：①二取二方式。接入就地判别装置的两路通道同时出现“跳频出现、监频消失”的现象，经过一短延时后，出口跳闸。②二取一方式。接入就地判别装置的两条通道中，任何一条出现“跳频出现、监频消失”的现象，就应就地判别逻辑动作，出口跳闸。

在实际应用中，要根据需要选择不同的方式，在线路继电保护装置出现故障时，及时跳闸，保护线路，安全可靠运行。

三、500kV变电站继电保护要点

3.1多使用光纤技术

在500kV高压线路继电保护措施中，应多使用光纤技术。其主要的优点是能适应强电磁场环境，传输效果好。且SDH具有全世界统一的帧结构和速率等级结构。具有世界统一性标准光接口，网管能力强大，具有多种网络拓扑结构。网络性强具有网络自愈功能，兼容性也比较好。500kV变电站周围的电磁场非常强，一般设备都易受到影响。

①电磁场抗辐射干扰。大多数电力和电子设备都可能通过某些方式遭受到电磁场的影响，而光纤设备对无线电频率的磁场骚扰抗扰性能较好。②抗电快速瞬变脉冲群干扰。实验证光纤设备在的供电电源端口、信号或控制端口遭受诸如来自暂态过程操作所产生的重复的快速瞬变脉冲群干扰时的抗干扰性能高。③抗射频场感应的传导干扰。光纤设备对电力的电子设备遭受射频发射机所产生的9kHz。80MHz频率范围内的传导干扰时的抗干扰性能高。④抗工频磁场干扰。光纤设备抗中、高压变电站设备遭受由导体工频电流所产生的工频磁场的干扰。⑤抗脉冲磁场干扰。光纤设备对中、高压变电设备在遭受雷击建筑物及其他金属构件以及变电站故障引起的暂态脉冲磁场时的抗扰度好。

3.2确保两回线路重合闸配合

同杆双回线路发生跨线永久性故障时，应尽量避免两回线路重合闸配合不当，导致重合于永久性相间故障，对系统造成二次冲击。另外还有技术限制理论，必须要在找到实际可行的方法后，才能付诸实践。

3.3远方跳闸线路注意事项

远方跳闸增加失灵功能的意义不大，500kV侧开关失灵后，后备动作的结果是跳开相邻开关，跳开相邻开关的回路并不考虑二次失灵；数据判断存在漏洞，主要是由于信息不准确而造成更重大的损失，而且测试不方便。

结语

总之，500kV高压继电保护线路无论是从距离上还是从分流或新装置设施方面，都要求保护装置具有较高的技术含量，且具有较强的安全性和可靠性。

参考文献

[1]张梦龙.继电保护二次回路维修问题[J].科技创新导报，2012(18)

[2]杨博，陈庆新，张爱军.发电厂继电保护装置故障案例的特点分析及建议[J].热力发电，2010.

作者简介：

谭业政（1982.7-），男，山东烟台人，山东大学电气工程及自动化，技师。单位：国网山东省电力公司检修公司，研究方向：电力运行及检修，杂志出刊邮寄地址：山东烟台开发区柳子河路7号国家电网邮编：264006电话：18654811687

吕士良（1987.2-），男，山东烟台人，华北电力大学学士，助理工程师，单位：国网山东省电力公司检修公司，研究方向：电网设备运行维护，杂志出刊邮寄地址：山东省烟台市开发区柳子河路7号邮编：264006电话：15653508937

岳周（1965.12-），男，山东威海人，烟台电力职工中专电气工程及自动化，高级工程师。单位：国网山东省电力公司检修公司，研究方向：电力运行及检修，杂志出刊邮寄地址：山东烟台开发区柳子河路7号国家电网邮编：264006电话：13061119177

柳玉林（1986.11-），男，山东烟台人，华北电力大学学士，助理工程师，单位：国网山东省电力公司检修公司，研究方向：电网设备运行及维护.