超高压变电站站内系统继电保护运行及原则
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[摘要]超高压供电系统是电力系统的一部分。它能否安全、稳定、可靠地运行，不但直接关系到企业用电的畅通，而且涉及到电力系统能否正常的运行，而220kV供电系统是国内设计最成熟、功能最完善的超高压供电系统。
中图分类号：TM77
近年来，变电站继电保护的配置原则、组屏方案等存在较大差异，给运行、维护和管理等带来不便。文章主要阐述二次典型设计中继电保护编制的依据，从而分析继电保护配置及组屏原则，并提出实施中应注意的问题，旨在提高变电站二次设计水平及保持电力设备的安全运行与使用。
1.继电保护的基本原则
可靠性是指一个元件、设备或系统在预定时间内，在规定的条件下完成规定功能的能力。可靠性工程涉及到元件失效数据的统计和处理，系统可靠性的定量评定，运行维护，可靠性和经济性的协调等各方面。具体到继电保护装置，可靠性是指在该装置规定的范围内发生了它应该动作的故障时，它不应该拒动作，而在任何其它该保护不应动作的情况下，它不应误动作。
220kV及以上电网继电保护方式较多，在确定使何种继电保护方法的同时必须遵守一定的原则，只有在一个统一的规范要求下，才能更有效的体现电网继电保护效果。220kV及以上电网的继电保护，必须满足可靠性、速动性、选择性及灵敏性的基本要求。继电保护装置的拒动和误动都会给电力系统造成严重危害。提高其不拒动和提高其不误动作的可靠性的措施往往是互相矛盾的。由于电力系统的结构和负荷性质的不同，拒动和误动所造成的危害往往不同。当系统中有充足的旋转备用容量，输电线路很多，各系统之间和电源与负荷之间联系很紧密时由于继电保护装置的误动作，使发电机变压器或输电线路切除而给电力系统造成的影响可能很小；如果发电机变压器或输电线路故障时继电保护装置拒动作，将会造成设备的损坏或系统稳定的破坏，损失是巨大的。
2.实施时应注意的问题
2.1 220kV及以下变压器保护设置
220kV变压器多为三相式三卷变压器，按技术规程要求，一般装设瓦斯保护、差动保护，同时在其高、中压侧均装设了复合电压闭锁过流保护及零序方向过电流保护与间隙保护，低压侧装设复合电压闭锁过流保护。各侧复合电压闭锁过流保护及零序方向过电流保护综合，可以反应变压器内部、各侧母线及母线邻近的电气设备的接地与相间故障，作为变压器自身主保护及各侧母线及母线邻近的电气设备的后备保护。110kV及以下变压器一般装设瓦斯保护（对油浸式变压器）、差动保护，110kV侧零序过电流保护、间隙保护及各侧过流保护或复合电压闭锁过流保护。
2.2与通信专业的协调
在系统保护对通信设备的要求上2个专业的相关规定往往有些不太一致，本次对二次设计进行了协调统一，在系统继电保护和系统通信的相关章节均进行了明确一致的规定，主要体现在如下几个方面：
（1）对于50km以下短线路，有条件时，优先采用双光缆；对于没有迂回光缆路由的同塔双回线路宜架设双光缆。
（2）1回线路的2 套纵联保护均复用通信专业光端机时，应通过2套独立的光通信设备传输，每套光通信设备可按最多传送8套线路保护信息考虑。
3.保护采用专用光纤芯通道时，保护光纤应直接从通信光配线架引接
3.1对一次设备的要求
（1）对断路器的要求：为简化二次回路，避免长电缆开入导致保护误动，二次典型设计规定断路器三相不一致保护，断路器防跳、跳合闸压力闭锁等功能宜由断路器本体机构箱实现。
（2）对双母线接线线路电压互感器的要求：为简化电压切换回路，提高保护装置运行可靠性，对双母线接线，二次典型设计规定每个间隔宜配置三相线路电压互感器。
3.2 220kV及以上电网继电保护方式
（1）自动重合闸继电保护
自动重合闸装置是当断路器跳开后按需要自动投入的一种自动装置：采用自动重合闸的继保护可以在提高供电的可靠性的基础上.保证电网系统并列运行的稳定性，并纠正断路器的误跳闸。
a.单相自动重合闸要求在保证选择性的基础上并拥有足够的灵敏性。在动作时限的选择方面，除应满足三相重合闸时所提出的要求外，还应考虑：两侧选相元件与继电保护以不同时限切除故障的可能性和潜供电流对灭弧所产生的影响。时刻注意线路电压越高.线路越长.潜供电流就越大，潜供电流持续时间不仅与其大小有关，而且与故障电流的大小、故障切除的时间、弧光的长度以及故障点的风速等因素有关。单相自动重合闸在绝大多数情况下保证对用户的供电，并提高系统并列运行的动态稳定性。
b.综合重合闸是指当发生单相接地故障时，采用单相重合闸方式，而当发生相间短路时，采用三相重合闸方式。实现综合重合闸回路接线时应考虑的一些问题：①单相接地故障时只跳故障相断路器，然后进行单相重合。②相间故障时跳三相断路器，然后进行三相重合。③选相元件拒动时，应能跳开三相并进行三相重合。④对于非全相运行中可能误动的保护，应进行可靠的闭锁；对于在单相接地时可能误动作的相间保护（如距离保护），应有防止单相接地误跳三相的措施。⑤一相跳闸后重合闸拒动时，应能自动断开其它两相。⑥任意两相的分相跳闸继电器动作后，应能跳开三相并进行三相重合。⑦无论单相或三相重合闸，在重合不成功后，应能加速切除三相，即实现重合闸后加速。⑧在非全相运行过程中又发生另一相或两相的故障，保护应能有选择性予以切除。⑨当断路器气压或液压降低至不允许断路器重合时，应将重合闸回路自动闭锁。
（2）纵联保护
220kV及以上电网纵联保护目前采用反应两侧电量的输电线路纵联保护。通过利用通信通道将两端的保护装置纵向联结起来，将两端的电气量比较，以判断故障在区内还是区外，保证继电保护的选择性。
纵联保护一般分为方向比较式纵联保护和纵联电流差动保护两种，在从具体方式上来看主要有纵联差动保护、高频保护、微波保护、光纤差动保护等，在些方式之中，灵敏度整定都要不得小于2.0。由于各种方式的在整定时要求有所不同，在此就高频保护整定稍作概述。在反映不对称故障的起动元件整定时，高定值起动元件应按被保护线路末端两相短路、单相接地及两相短路接地故障有足够的灵敏度整定，12力争大于4.0，最低不得小于2.0。同时要可靠躲过三相不同步时的线路充电电容电流，可靠系数大于2loo低定值起动元件应按躲过最大负荷电流下的不平衡电流整定，可靠系数取2.5。高、低定值起动元件的配合比值取l.6-2.0。
4.结语
继电保护是电力系统安全正常运行的重要保障，继电保护技术日益呈现出向微机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展的趋势：继电保护可靠性的必要性、影响继电保护可靠性的因素及提高继电保护可靠性的对策。其可靠性问题不仅与设计、制造、运行维护和检修调试等有密切关系而且继电保护装置维护人员也将起到关键性作用。
参考文献：
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[2] 韩澎，赵洪梅.电力变压器的继电保护[J].科技信息，2008
[3]吕国栋.浅议电力系统继电保护技术发展[J].成才之路，2008.