浅析500kV变电站继电保护配置特点

浅析500kV变电站继电保护配置特点

金磊

（包头供电局500kV变电管理处内蒙古014030）

摘要：继电保护的出现为电网的安全运行提供了一道坚实的防线，也在电网的构造和稳定运行中起到了重要的作用。电力系统中，500kV变电站由于其电压等级高、容量大，特殊的一次接线方式，其主变压器及500kV线路、母差保护等配置均与常规220kV变电站主变、线路、母差保护有较大区别。文章主要结合500kV变电站，重点分析其变压器保护、线路保护、母差保护等的继电保护配置等特点，旨在为500kV变电站继电保护设备运行维护及设备验收提供参考。

关键词：500kV变电站；继电保护；配置；特点

1500kV变电站继电保护的相关概述

1.1500kV变电站的特点

500kV变电站是一种电压等级高、容量大、连接特殊的一种枢纽变电站，其中500kV变电站能够装载750MVA主变1～2台，其容量相当于220kV变电站的5～8倍。在500kV变电站中出现的回路比较多，能够在其工作的低压一侧装备大容量的无功补偿装置，还能够对电力的输送进行处理，是电力输送过程中的枢纽站，对实际工作的电力骨干网架起到重要的支撑作用。500kV变电站的500kV开关一般情况下采用的是特殊的一次连接方式，所以500kV变压器保护、线路保护和母线保护的配置是不同的，在对500kV变电站继电保护进行配置的研究和分析时，我们也要分别对变压器保护、线路保护和母线保护进行分析和说明。

1.2500kV变电站继电保护的作用

变电站的保护装置是电力系统在实际的工作中重要的组成元件和基础的构造，在变电站发生问题时可以有效遏制事故的蔓延，对变电站的工作和电网的稳定运行有着重要的作用。继电保护装置的测量、逻辑和执行部分又分别有不同的作用和联系：第一，测量部分，是对变电站出现问题进行判断的重要依据，是对问题大小和严重性进行分析，进而决定是否启动继电保护的基础，也是保证变电站稳定运行的基础；第二，逻辑部分，主要是根据测量部分发出的不同信号特点对其进行分析和排列，对其问题的严重性和大小分别反映输出不同的指示信号；第三，执行部分，在逻辑部分判断之后，对其发出的跳闸或者报警等信号进行及时处理，完成传递的任务，使被保护装置不会受到影响。

2500kV变电站变压器保护特点

2.1电量相关保护

（1）高、中压侧后备保护：阻抗保护，由于500kV主变高、中后备保护中，采用复压闭锁过流、零序电流保护往往灵敏度不能满足，故一般对应采用相间阻抗、接地阻抗保护。零序电流保护，由于500kV自耦变公共绕组中性点均直接接地，不存在间隙接地，故其变高、变中接地后备保护均不设置间隙零序保护。（2）低压侧后备保护：主要是低压侧复合电压启动的过电流保护；另外还有反时限过励磁保护、零序比率差动保护等，需要根据实际的情况进行相应的选择和安排。（3）差动保护：设置防CT饱和误动和防主变过励磁误动的措施；（4）零序比率差动保护：主要应用于自耦变压器，为变压器变高、变中和公共绕组零序电流构成的比率差动保护。该保护对变压器绕组接地故障反映较为灵敏，零差各侧零序电流通过装置自产所得，避免了各侧零序CT极性校验问题。非自耦变由于其零差回路不满足，一般不采用零序比率差动。

2.2非电量以及失灵相关保护

500kV变电站主变压器的内部故障一般会对整个电路系统和用电安全造成影响，所以在解决问题时利用非电量保护跳闸，主要包括瓦斯保护、压力释放动作跳闸、油温超高跳闸等。非电量保护跳闸不启动失灵保护，主变的失灵保护主要是指变压器的高、中开关失灵后均需要及时的跳开主变的三侧开关。

3500kV变电站线路保护特点

3.1一次设备的保护

对于一次设备方面的保护可以大致的根据其中的线路长短和连接方式进行分别的线路保护操作，对于一般长线路需要消除过电压的影响，这种过电压的产生基本是由于线路的末端有一些线路分布的电容引起的，这种处理办法就是在长线路的末端也就是受电的一侧设置并联的电抗器；对于大于300m的超长线路，可以在线路的中间设置串补电容器，可以对线路的阻抗进行减小；对于开关的连接方式可以选用3/2开关的连接方式，这样的改进和安装可以有效的保证供电的可靠稳定。

3.2二次设备的保护

（1）断路器保护：3/2接线的线路两侧共有四个断路器，当线路故障跳闸时，一侧保护装置将同时作用于两个断路器，其中中开关不为该线路专用，若将其放置在该侧线路保护屏上（如220kV断控装置及操作箱），将给设计及施工带来不便。故500kV3/2接线方式线路保护将设置断路器保护装置（相当于集中式的断控装置及操作箱）。具有500kV断路器失灵保护、三相不一致、重合闸、充电保护、死区保护、瞬时跟跳等功能。其中重合闸有先后之分。一般中开关为后合开关，边开关为先合开关。当为单相重合方式时，电源侧边开关首先重合，对侧边开关以重合闸不检方式重合，两侧中开关经后合延时检线路有压（可整定为不检）重合。边开关有一闭锁先合接点开入至中开关，将中开关置为后合开关，当边开关退出运行或检修时，中开关将自动转为先合开关。当先合重合闸合于故障线路时后合重合闸立即闭锁并发三跳命令。

（2）主保护：对于主保护，采用的是光纤通道，可以保证通信的可靠性，也可以在高阻接地后具有灵敏度，另外，在线路的电抗器出现问题时（比如短路、失灵、过电压等），线路可以通过远方保护的系统来及时的发送远跳信号，本端的相关装置会根据其中的一些特点进行有效的判断和识别，进而实际的断开本端的断路器。

（3）失灵保护：500kV系统失灵保护为分散式保护，分布在各断路器保护中，任一断路器失灵均可直接通过本断路器失灵保护跳开有关断路器。由于其跳闸方式与500kV母差保护跳闸方式不尽相同，故不集中在母线保护中设置失灵保护（与非3/2接线失灵保护不同）。失灵保护均以0S跟跳故障相两组跳闸线圈，再经“失灵跳本开关时间”（约150ms）首先三相跳开本开关，经“失灵动作时间”（约300ms）延时跳开相邻开关。

4500kV变电站母差保护配置特点

4.1500kV变电站母差保护介绍

500kV变电站母差保护是所有保护的关键和基础，是保证电力系统安全可靠运行的重要桥梁，一般具有速度快、适应能力强以及灵敏度高的特点，在实际的使用和发展中一直处在比较前端的位置。配置原则为：①故障发生在区外时，母线保护不应误动；②每组母线应采用双重母线保护；③母线保护对CT没有特殊要求，动作的精确性不受CT的影响，并且能够使用不同变化的CT；④母线保护应具有比率制动特性和交流电流监视回路；⑤当母线发生相间故障时，能够快速准确地切除故障。

4.2500kV变电站母差保护特点

500kV母线保护动作跳开该母线上所有开关。由于500kV任一母线故障跳开后并不影响系统的正常供电（当所有开关均处于运行状态时），为简化保护回路提高保护动作可靠性，母线保护不经复压闭锁。故母线PT为单相PT，主要用于开关同期检测用。

5结语

在对500kV变电站继电保护的相关知识和技术进行了解和熟悉之后，我们对500kV变电站继电保护配置的特点进行了分析，尤其是对500kV变电站的变压器保护、线路保护和母差保护方面进行了详细介绍，旨在为500kV变电站继电保护设备运行维护及设备验收提供参考。希望相关的工作人员和管理人员以及研究人员能够从中获取知识，能够对其自身的发展和改进有所帮助，给电网更加的安全稳定发展提供帮助。

参考文献：

[1]智能变电站继电保护配置的展望和探讨[J].邹文芳.现代国企研究.2017（22）

[2]500kV母差保护现场配置及运行维护分析[J].吴富文.技术与市场.2013（08）