中國石化海南煉油化工有限公司 張玉林

35kV 變電站的繼電保護系統(tǒng)中需配置多種設備，且各類設備的保護對象也存在差別，最終形成由內而外的全面性安全防護系統(tǒng)，在此過程中各類設備的配置目的是實現(xiàn)對于線路、變壓器和母線及饋出負荷的保護，這要求所有配置的設備都需根據(jù)電氣設備具有的功能和運行方案，對各類電氣設備的工作狀態(tài)能夠做出相應調整，使該系統(tǒng)能安全經(jīng)濟平穩(wěn)運行,做到在確保安全基礎上能進一步優(yōu)化電氣系統(tǒng)運行質量。

1 35kV 變電站繼電保護系統(tǒng)的配置

1.1 線路保護系統(tǒng)

目前公司35kV 變電站配置的電氣SCADA 系統(tǒng)能實現(xiàn)對繼電保護系統(tǒng)的自動控制，整個電氣系統(tǒng)建成后一直在不斷優(yōu)化提高。在當前的線路保護系統(tǒng)運行過程中，一方面線路保護裝置可根據(jù)該系統(tǒng)的本身運行狀態(tài)對實時的工作參數(shù)和設定的參數(shù)做出比較，當發(fā)現(xiàn)某項參數(shù)超出了其設定值時線路保護裝置作出響應，從而在一定范圍內切斷被控制的線路，同時其他的線路投入運行。這樣既防止線路運行中出現(xiàn)了超出運行允許值時對各類線路造成的沖擊，同時也可提高下游供配電系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性；另一方面，對于線路的保護中，在供配電系統(tǒng)中配置了相應的的測量計量電氣元件，這樣既可把所有的電氣數(shù)據(jù)傳輸給電氣SCADA 系統(tǒng)或上級變電站，以便適時發(fā)出控制指令，從而使繼電保護系統(tǒng)可以做出響應，從而保護各類設備，確保該系統(tǒng)可以維持高效安全平穩(wěn)運行。

1.2 變壓器保護系統(tǒng)

35kV 變電站中的核心設備是變壓器，變壓器必須要能處于持續(xù)性的可控狀態(tài)，才可以盡可能防止其連續(xù)運行過程中出現(xiàn)故障。關于對變壓器的保護配置，一方面要能實現(xiàn)對運行參數(shù)的實時監(jiān)控，另一方面要借助通信裝置把所有獲得的信息傳遞給電氣SCADA 系統(tǒng)，而電氣SCADA 系統(tǒng)發(fā)出的控制指令可發(fā)送給其它相關多種電氣設備，從而使整個供配電系統(tǒng)做出正確的響應[1]。在變壓器的保護裝置配置中，一方面會正確安全地配置各類傳感器或變送器，該傳感器的作用是把所有電氣參數(shù)以電平信號或電磁信號模式發(fā)送，由系統(tǒng)中的通信裝置將所有信號都傳遞到控制中心—電氣SCADA 系統(tǒng)，而在各種保護控制裝置中，要根據(jù)已設定的運行程序和保護程序及保護定值分析所有信號的當前作用范圍，當發(fā)現(xiàn)某信號已超出允許運行上限時，則要分析該系統(tǒng)的具體運行過程，系統(tǒng)中本身是否存在的運行故障，還要根據(jù)各類控制信息對可能存在的運行故障做出預測，之后把這類信號以聲光報警或動作跳閘的形式傳遞給電力調度或運行值班人員，從而實現(xiàn)并加強了對運行變壓器的日常運行維護監(jiān)管力度。

1.3 母線保護系統(tǒng)

35kV 變電站的母線保護工作，能夠從根本上決定該變電站能否處于正常運行狀態(tài)，在系統(tǒng)的保護配置工作中，一方面要通過繼電保護裝置的配置，分析當前母線系統(tǒng)中，是否會在出現(xiàn)了干擾的電子感應信號時，該系統(tǒng)中已經(jīng)配置的各類設施，能夠將這類干擾消除，以免造成誤動。另一方面，在當運行的母線出現(xiàn)預警或跳閘信號時，母線實際已經(jīng)完全出現(xiàn)或者部分出現(xiàn)故障，傳感器要能夠迅速將這類信息傳遞給控制中樞，當發(fā)現(xiàn)這類信息存在或出現(xiàn)嚴重風險或故障時，該報警信息應能夠立即被電力調度或運行值班的相關人員所識別，之后立即投入相應的報警復位或故障排除工作，以避免電氣系統(tǒng)異常運行或導致電氣故障擴大。

2 35kV 變電站繼電保護系統(tǒng)的質量保障

2.1 繼電保護設備的檢查

繼電保護系統(tǒng)中配置有多種電氣設備，其中應用的所有設備都須經(jīng)過全面的事前檢查，如對于某型號的保護裝置，在檢查時要研究其能否承擔的電流運行上限，同時對響應動作的發(fā)出時間、響應動作等信息做出精準控制，在狀態(tài)的運行調整方案中要做出協(xié)同處理，在得到各類信息后則需對相關信息和各類工作參數(shù)做出進一步的調整。對于數(shù)量較多的繼電保護裝置可采用抽樣檢查的方法，對樣本空間內所有設備做出破壞性檢查工作，當發(fā)現(xiàn)該設備運行過程可滿足設計標準時則確定該批次的設備可以投用。

2.2 配置方案調整

對于各類設備保護配置方案調查時，首先需確認在考慮配置過程中是否是根據(jù)設計的相關方案分析繼電保護設備的裝配位置、裝配要求和狀態(tài)流程，且要審核是否存在設計漏項等，從而確保在繼電保護系統(tǒng)運行時可有序有效地防范系統(tǒng)中存在的各類風險[2]；其次要實現(xiàn)對于各類繼電保護設備運行狀態(tài)的調查，可通過試運行方法研究當前所有設備是否能正確傳回信號，當發(fā)現(xiàn)無論何種調整系統(tǒng)的運行狀態(tài)都無法取得各類信息，可確定該設備本身就存在問題，要能夠在試運行階段直接將此類設備拆除或替換；最后是根據(jù)設計標準在系統(tǒng)中配置冗余裝置，該裝置在系統(tǒng)的日常運行過程中處于備用狀態(tài)，而在某設備故障或無法運行時立即投入該設備，且保證該設備能夠對于故障的發(fā)生區(qū)域和故障設備的類型進行報警或動作跳閘，以保證能夠在后續(xù)的故障排除過程中可發(fā)揮應有的作用。

2.3 運行狀態(tài)跟蹤

在繼電保護系統(tǒng)運行狀態(tài)的分析過程中，要根據(jù)日常各類設備和系統(tǒng)所傳回數(shù)據(jù)的模式進行分析。在實際工作中，一方面要根據(jù)調度或運行值班人員所反饋的結果分析當前所有設備的運行參數(shù)，如某反饋信息是雖然整個系統(tǒng)在故障發(fā)生時能第一時間發(fā)出警報信息、但存在故障發(fā)生地點的錯誤定位問題，發(fā)生概率為5%，發(fā)現(xiàn)該參數(shù)已高于系統(tǒng)設計過程中的允許參數(shù)上限，則在后續(xù)工作中要根據(jù)當前所有設備的運行原理和運行要求分析這一問題的發(fā)生原因，之后由專業(yè)人員對相關故障進行排除或調整相應的設定值，從而提高該系統(tǒng)的運行穩(wěn)定度或報警的準確性；另一方面要根據(jù)系統(tǒng)運行狀態(tài)的相關參數(shù)對整個系統(tǒng)不斷完善，比如在實際工作中發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)當前工作無法覆蓋全部的功能，如無法對變壓器溫度、電機運行時間、故障的類型、原因和設備本身信息做出顯示，則在該系統(tǒng)的后續(xù)升級優(yōu)化過程中，必須要能夠實現(xiàn)對于以上問題加以改造，以使該系統(tǒng)的運行質量本質安全得到不斷升級優(yōu)化。

2.4 系統(tǒng)性能調整

系統(tǒng)的性能調查要覆蓋兩方面：一是在整個系統(tǒng)建成投用后的試運行階段，通常情況下繼電保護系統(tǒng)有可能會出現(xiàn)電氣參數(shù)超限現(xiàn)象，或電力系統(tǒng)在異常運行時繼電保護系統(tǒng)未能在第一時間做出響應動作。在系統(tǒng)的試運行階段，可采用在一定范圍內超出電力負荷的工作參數(shù)，通過對該參數(shù)的使用，分析當前的繼電保護系統(tǒng)是否能按照設計要求做出正確的響應工作。當發(fā)現(xiàn)無法滿足這一工作要求時則可確定在目前的系統(tǒng)配置過程中存在問題，要適時進行變更；二是在系統(tǒng)實際運行過程中的性能調整，在具體工作中，要根據(jù)電力調度或電氣運行值班人員主動提供的反饋意見和建議研究當前所需要加入的其他功能，同時實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的運行穩(wěn)定度和運行質量的完善性進行分析，當發(fā)現(xiàn)其中需要存在的功能未能建設時則要在系統(tǒng)中逐步加入。

3 35kV 變電站繼電保護系統(tǒng)的整定計算

3.1 主變壓器的整定計算

35kV 變電站的主接線通常為單母線分段方式，且會把電源的進線配置成A 線和B 線，與其相對應的母線分別稱為A 段母線和B 段母線，分別由兩段母線上的兩臺變壓器帶所有負荷，因此在變壓器的整定計算時要綜合考慮所有負荷線路的電氣參數(shù)，一方面要分析電路的速斷保護能力，在該過程中需要使用差動速斷電流、故障電流進行計算，當發(fā)現(xiàn)主變壓器可以規(guī)避外部線路出現(xiàn)故障時，以及變壓器由于本身故障產生的涌流時，則會在變壓器中生成不平衡電流，所以整定計算過程可按照最大的不平衡電流值對整定值進行核算[3]。

該過程中必須要能夠科學估算最大電流值，而依據(jù)是在變壓器中電壓恢復瞬間產生的勵磁電流，通常該最大電流值為正常參數(shù)的3至5倍，其中小容量的變壓器取值5倍，大容量的變壓器需要取值3倍。之后根據(jù)核算過程的計算公式對于各類參數(shù)做出計算，而在短路故障發(fā)生之時可能會在整個變壓器內部產生最大電流參數(shù)，之后在整定計算過程也要考慮該設備的運行靈敏度，通過對該參數(shù)的測試可找到兩個參數(shù)間的配合關系，最終求取電流速斷的響應參數(shù)延遲時間。另一方面是分析該系統(tǒng)對于電能的保護能力，該過程中需根據(jù)變壓器的額定電流參數(shù)獲得具體的保護參數(shù)，通過對相關公式的使用，再加上一些的經(jīng)驗值，就可實現(xiàn)對于各類參數(shù)間的有序配合。

3.2 斷路器的整定計算

在復雜的電氣系統(tǒng)保護工作中要根據(jù)三個因素進行分析，首先是瞬時電流的保護工作，要根據(jù)該系統(tǒng)運行過程各類故障產生的瞬時電流，分析各個電流方向上的最大電流值，在具體處理過程中還需考慮上級的保護設定參數(shù)，通常要求該電流數(shù)值不得低于700A 且要分析靈敏度[4]；其次是對于方向限制的電流保護性能，該過程要能規(guī)避各類線路末端故障對靈敏度的影響；最后是對于不同電能方向的過電流保護工作，要根據(jù)系統(tǒng)的最大電負荷值對繼電保護工作進行整定核算，通過具體的分析工作給出相應的定值參數(shù)，并確定各類故障的靈敏度參數(shù)。

綜上，35kV 變電站的繼電保護工作中，需實現(xiàn)對于母線的保護、變壓器的繼電保護、各類線路的繼電保護等，在繼電保護工作中需根據(jù)已配置了的自動化系統(tǒng)對所有設備做出相關的響應動作，同時也要確保所有設備的建設質量符合標準。在系統(tǒng)建設過程要分析主變壓器的整定計算和線路的整定計算兩個項目，以確保該系統(tǒng)可高質量安全運行；在系統(tǒng)運行過程中要不斷總結、不斷優(yōu)化，才能夠在確保設備本質安全的前提下實現(xiàn)電氣系統(tǒng)的安全經(jīng)濟平穩(wěn)長期運行。