浅析330kV变电站电力系统继电保护干扰因素

刘雨洋++柳阳一

摘 要：当前，我国330kV变电站已经有多起变电站停止以及继电保护系统损坏的故障情况发生。文章简要的分析了继电保护干扰的诱发因素，同时提出了几点保证继电保护装置正常运行的建议。

关键词：330kV变电站；电力系统；继电保护；干扰因素

中圖分类号：TM774 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）29-0076-02

330kV变电站是主要网架的高压电站，在我国的电力系统发展中占据着重要地位。如果变电站出现故障问题，将会产生不可估量的严重后果。因此，必须加强对变电站内的电力系统继电保护系统建设。但是，我们知道，继电保护系统在使用过程中，有大量的干扰因素，如果稍有不慎，就会导致电力系统的罢工。为确保继电保护系统的正常运行，变电站工作人员应定期地对继电保护装置进行全方位巡查，以确保系统装置的每一个元件和运作状态良好。同时，对巡查数据及继电保护系统的干扰因素应当进行详细的分析处理，最终得出相应的解决措施，为330kV变电站的电力保护系统保驾护航。

1 330kV继电保护配置方案

1.1 330kV侧继电保护

330kV侧继电保护包含线路保护、母线保护和断路器辅助保护三个部分。

1.1.1 线路保护

超高压输电线路在线路保护配置方面，大多数情况下有两套完整的配置方案，即主保护和后备保护。330kV的线路就设置的是全线速支主保护和线路后备保护两种保护方案双重保护。一旦主保护发生故障，后备保护就会立即工作，第一时间将故障线路切断，避免因故障引起更大的损失。330kV高压线路所配置的双重保障系统，在功能方面实现了继电保护装置的一体化，而且也对电力系统的保护增加了双重保险，更加安全。

同时，330kV线路主保护还设置有纵联方向保护、纵联距离保护和电流差动保护。一般情况下，电流差动保护因其具备良好的性能优势，常应用于超高压的长、短线路中，效果显著。电流差动保护能够实现短时间内迅速分相跳闸的功能，同时还具备较强的抗负荷电流能力，最主要的是在通道内的电流差动保护也不会受到影响。纵联方向（距离）保护有闭锁式保护和允许式保护两种方式。当系统不使用复用光纤通道时，即便是通道受阻，闭锁式保护仍然能够工作，具备应用上的优势。然而，允许式保护一旦通道被阻，其风险性便会急剧增加，这是因为其需要向线路发送允许的信号。当然，如果系统使用光纤通道，就会选择在技术上有优势的允许式保护和电流差动保护。

1.1.2 母线保护

330kV变电站的母线通常都采用双母线接线或者是3/2接线。在配置上，330kV变电站的母线保护也是双重化进行。相比较来说，母线保护简单易行，且即便是母线跳闸，也不会影响到整个运行系统，所以在母线保护方面，不用设置复压闭锁元件。

1.1.3 断路器辅助保护、短51线保护、远跳保护、过电压保护

一般情况下可以把断路器辅助保护看作是线路的辅助保护，在双母线的接线方式中，不单设断路器辅助保护。需要在其中一套线路保护中设置重合闸功能，而在母线保护中需要设置失灵保护集成，三相不一致保护需要使用断路器本体的功能。如果是3/2的接线方式，断路器辅助保护需要按照断路器配置来设置，失灵保护、重合闸、充电过流和死区保护等功能都必须集成在断路器保护装置当中。

1.2 主变保护

330kV变压器的主、后备保护通常是以双重化配置为原则的。主保护一般使用具有制动特性的电流差动保护。为了将变压器励磁涌流的影响降低甚至消除，我们通常会使用二次谐波制动或者波形间断角原理来对变压器进行测试，判断其是否发生了励磁涌流。同时，如果要消除变压器过励磁的影响，我们会使用五次谐波电流制动元件来做过励磁闭锁元件；使用采用CT回路断线判别元件，可以在变压器有故障时决定是否闭锁主保护，但该元件不会闭锁差动速断保护，主要是为了防止变压器产生严重故障，电流波形一旦发生畸变，励磁涌流判别元件会将其误判断为励磁涌流，从而导致差动保护拒动，最终对变压器造成严重损坏。变压器的后备保护包含复压闭锁方向过电流保护、零序方向过电流保护、阻抗保护、公共绕组零序电流保护和过负荷保护等方式，均可以作为母线故障、主变绕组故障和线路故障的后备保护。一般情况下，变压器运行时，低压侧母线是不配置母线保护的，所以即便变压器配备的有后备保护，在实际工作中对低压侧母线的故障灵敏度不够，就无法保证及时动作。像这样的状况，我们就要在复压闭锁装置的过电流保护中对保护装置对故障的灵敏度进行调整，提高低压侧故障的检测率。低压复压闭锁电流保护的主要目的，是确保低压侧在发生故障的时候能够第一时间将其切断，避免发生更重大的故障损失，因此在没有特殊情况的条件下，是不能退出运行低压复压闭锁电流保护的。如果有特殊情况，一定要退出运行，就必须把后备的保护工作都安排好，要确保能够在发生故障时第一时间切断故障，一面影响影响系统的正常运行。

2 继电保护干扰因素

由于330kV变电站具有高强度电磁场，所以特别容易对继电保护装置造成干扰；同时，继电保护装置本身又是电磁型的装置，所以在电磁干扰方面受到了自身和变电站整体环境的双重影响，可以说影响继电保护的干扰因素非常多且非常严重。其中，干扰最具有代表性的因素有高频、直流电源、辐射、雷击等等。

2.1 高频对继电保护装置的干扰

由于变电站本身所具备的高电流高电压特点，所以在工作中特别容易产生高频电流。例如，变电站中的一次设备将开关隔离后，母线充电导致强电磁干扰情况出现，随之而来的是过高电压的产生和高频电流的产生。而如果隔离开关在二次设备中拥有足够大的电场和磁场时，那么二次设备就会因为超过装置所允许的电场和磁场范围而产生高频电流，干扰继电保护装置，削弱半导体元件和其他的继电保护装置稳定性，甚至可能会导致整个的继电系统出现瘫痪故障。endprint

2.2 直流电源对继电保护装置的干扰

如果变电站的接地出现故障，那么接地故障电流就会形成地网并且与打底连接起来。但是由于接地電阻并没有发生变化，所以变电站的地网电位就会相应的不断上升，最终可能会超出大地电位。而地网电位是通过接地电阻和接地电流共同控制形成的，所以一旦直流电源出现故障，那么电源一定会短路，就会导致抗干扰电容直接干扰到直流的恢复。如果这个时间段较长，就会破坏继电保护装置中的元器件，直接对继电系统的电位差值和保护系统产生影响和破坏。

2.3 辐射对继电保护装置的干扰

高频和直流电源两项干扰因素是由于继电保护系统内部环境产生问题后所形成的干扰，而辐射就是330kV变电站的整体环境所产生的影响。特别是近年来通信工程的发展极为迅速，手机、电脑、对讲机等电子产品的使用，大大加剧了辐射力度。变电站内部的工作人员以及变电站附近的生活区，所使用的电子产品全部都具有一定的电磁和电场，这些电磁和电场会形成假信号源，这些假信号源在整个的回路以及保护系统中产生强烈的干扰，导致系统逻辑混乱，继电保护系统的行为就会在这些错误混乱的信息中产生错误。千万不要小看手机的辐射影响，手机的辐射力量是非常强的，所以工作人员应当时刻注意手机等通讯设备对继电保护系统的干扰。

2.4 静电放电对继电保护装置的干扰

我们知道，当环境比较干燥时，就会产生静电。在变电站的工作人员如果较长时间处于比较干燥的环境时，身上会有一些高电压产生。如果工作人员没有采取措施将身上的电压清除，那么当他进入变电站后，接触到继电保护系统的某个电子设备后，身上的电压就会对其产生电流，此时如果设备的接地情况较为严重，那么继电系统中的某些元件就会被烧坏，从而直接损坏电力系统保护装置，致使其无法继续正常运行。

3 预防和解决干扰因素的措施

3.1 重视备用电源的建设与完善

当330kV变电站中的变压器出现故障无法运行时，如果有备用电源自动接入，就能有效的避免继电保护系统瘫痪。同时，当母线路因隔离开关的作用而产生过压时，母线和变压器就基本等同失效，侧继电保护系统也会瘫痪。如果能够建立一套更为完善的备用电源系统，就能在一定程度上缓解或避免这些故障的产生，保障继电保护系统的正常运行。

3.2 加强对二次设备的监控

对二次设备的实时监控是为了能够在继电保护系统运行时随时监控当前的状态，对于故障的出现能够及时掌控，并作出及时有效的应对。特别是在高频干扰比较严重的二次设备方面，可以通过操控自动监测装置来对设备进行故障检修。

3.3 提高工作人员的专业素质

主要是针对辐射干扰因素，提出对工作人员的专业素质的要求。变电站应当定期做相关的培训管理工作，提高工作人员的自我检查意识，坚决杜绝因为自身的因素而给电力系统带来负面的影响。

参考文献：

[1]董烨，李兵，李永斌.330kV变电站继电保护典型配置[J].机电信息，2011（18）：38-39.

[2]王杰.变电站内继电保护装置运行模式探微[J].科技资讯，2011（31）.

[3]朱忠宜.对变电所内继电保护装置抗干扰问题的研究[J].知识经济，2008（7）：114.

[4]李生荣.青海电网330kV变电站继电保护配置方案研究[J].科技创新与应用，2012（34）：193.endprint