摘要：作为智能化电网建设的一大构成要素，智能变电站是变电站朝着自动化方向发展前进的标志性成果，其对于建设愈加安全、稳定、高效的电网系统有着深远的影响，而系统继电保护则是智能变电站的关键构成要素。本文介绍了我国智能变电站引起继电保护不正确的原因，结合具体的方案实例，对智能变电站对电力系统继电保护配置方案的影响进行了研究。
关键词：智能变电站；继电保护；设备配置
1 智能变电站引起继电保护不正确的原因
1.1因二次电缆质量差，导致保护误动
事故举例：2009年10月110KV宝田变电站2#主变差动保护动作跳开两侧开关，检查2#主变差动保护范围内一次设备未发现异常，传动保护装置动作正确，随后摇测二次回路电缆绝缘，发现2#主变高侧B相CT二次回路绝缘损坏，引起差动保护回路差流越限，造成2#主变差动保护跳闸。
1.2接线错误引起的继电保护误动
事故举例：因厂家或施工单位接线错误，在实际运行中曾多次引起保护装置误功。如110KV侯帐变电站1#主变在无任何事故迹象的情况下，本体压力输放保护2次误动跳开1#主变。经检查原因为施工单位在2#主变本体温度采样和压力输放保护回路存在接线错误。
1.3保护定值不当引起继电保护的不正确动作
继电保护定值整定工作是一项系统复杂的工程，只有在全面系统掌握保护装置原理和电网设备相关资料情况下，才能整定出符合设备运行要求保护定值。在实际工作中，因时间不足或对现场运行要求掌握不清，致使整定的保护定值不当，导致保护不正确动作较多。如110KV冀天变电站2#主变扩建工程因未按要求及时上报保护整定资料，加之工程又急于投运，保护整定人员在凭经验出据了保护定值，致使该站投运3天后，因主变低侧故障，造成全站失压事故。
1.4 TA、TV二次回路问题引起保护误动
事故举例：2009年1131神法线接地距离保护多次动作，但重合成功。线路巡视未发现异常，带电检测该线路绝缘子未发现零值绝缘子，保护传动正确，随后对TV二次回路进行检查，发现a相绝缘数值偏低，运行中形成二次回路两点接地，造成1131神法线接地距离保护动作。
1.5继电保护管理不规范引起保护误动
尽管电力企业在继电保护管理方面有完善管理制度，但往往因工作中人员疏忽大意或管理环节缺位，在电网运行方式发生改变后未按要求及时投切保护压板，也造成多起继电保护误动事故发生。
事故举例：110KV莲化变电站为双电源供电，具有电源备自投功能。该站2008年发生主供电源故障后，备用电源自动投切失败事故。事故后检查发现，备自投装置的备用电源回路出口压板退出，系上次检修结束后未复归所致。
2 对电力系统继电保护配置的影响分析
2.1对线路距离保护的影响
电流互感器和电压互感器的误差均将引起阻抗继电器端子上电压和电流的相位误差以及数值误差，从而影响阻抗测量的精确度，导致距离保护误动。通常情况下，将缩短距离保护的保护区；故障情况下，电磁互感器易饱和，导致保护误动。另外，由于电磁式CT不能有效地传变非周期分量，导致测量阻抗和故障测距产生较大的误差，现有的解决方法是通过增大数据窗来减小误差，而这必然影响距离保护的快速性。智能化变电站采用电子式电流互感器将大大提高距离保护起动元件、选相元件、阻抗元件等的动作精度，同时为故障录波和故障测距都提供了良好的测量基础。
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2.2对母线差动保护的影响
当采用传统的电流互感器时，如母线区外短路，连接母线故障支路的CT发生饱和很容易造成母线保护误动。由于电磁型CT对各种频率分量的传变特性并不一致，特别是不能有效传变非周期分量，而当铁心磁饱和时，也不能有效地传变周期分量，因此尽管一次系统能够利用基尔霍夫第一定律（外部故障电流和为零，内部不为零）来区分内部、外部故障，但不能保证二次系统能够有效地判定。
电子式电流互感器的高保真传变特性为瞬时值和快速母线差动保护提供了基础，可有效提高保护的可靠性及快速性，同时也使差动保护的判据大为简化。考虑到电子式电流互感器传变性能比传统电流互感器好，能更真实地反应一次系统的电流变化，因此电子式互感器也能够与传统的母差保护配合使用。
2.3对线路纵联保护的影响
对于变电站所采用的纵联保护，其需要两侧保护信息的交换才能够正确反应故障，因此要求两侧的保护性能一致。由于变电站一侧采用电子式互感器后，对侧变电站仍采用常规互感器，因此有必要对线路两端采用不同互感器类型的情况下对纵联保护的影响进行分析。
当两侧保护设备为同一型号时，保护的核心软件和算法是一样的，此时电子式互感器和常规互感器的不同主要体现在保护采样回路的不同，两种类型互感器将造成两侧延时不同，导致保护的数据毫秒级的不同步，这对两种纵联保护有不同的影响。
2.3.1对纵联方向（距离）保护的影响
纵联方向（距离）保护仅需要得到对侧判断为正方向的信号，两侧数据不同步只会造成延时短的一侧等待对侧信号几个毫秒。考虑到通道本身以及其他环节也会造成延时，因此这个小延时对纵联方向（距离）保护的正确动作不会造成影响。
2.3.2对纵联差动保护的影响
对于纵联差动保护，其原理是比较同一线路两端的电流，当系统正常时电流和近似为0，当系统故障时电流和超过整定值，引起保护动作。这就要求测量电流的两个TA特性相近，否则，当差动保护区以外发生短路故障，短路电流很大，非周期分量影响严重时，励磁电流增大，由于磁饱和特性及磁化曲线差异，两个TA二次电流将产生较大的不平衡电流，有时将引起保护误动。同时由于纵联差动保护的原理是实时地比较两侧电流数据，如果两侧数据不同步，即使是几毫秒的误差，就必然会产生角差，使正常运行时差动电流存在，如超过一定门槛，就可能使差动保护发生误动。
电子式互感器无磁饱和现象，因而具有良好的暂态特性，不平衡电流小。同时通过调整采样时刻，在保护中增加“采样路由延时”的定值，对两侧的采样路由延时差别进行补偿，以保证计算差动电流的两侧电流是同一时刻值，提高了差动保护的选择性、灵敏性。
2.4对故障录波的影响分析
在电力系统故障、操作、雷电等扰动过程中，电压电流信号含有丰富的频率分量和大量的系统状态信息。若对这些信息进行提取分析，则可实现对系统结构、参数的快速辨识，实现电力系统的暂态高速控制和电网故障的准确定位。所以CT用于故障分析时应具有精细地描绘故障信号波形的能力。铁磁线圈CT存在饱和问题，而电子式互感器的传感头具有良好的暂态特性和较宽的频带，只要电子线路中滤波器参数选择合适，其二次输出信号就既能真实地反映一次电流的高次谐波，又能较好地再现非周期分量含量。故利用电子式互感器将彻底解决故障录波的失真问题，促进故障录波的更新换代。
3 结语
为了使智能变电站快速发展，加强智能装备研发及装备智能化改造，最终实现智能电网及智能化变电站的推行，能够很好的解决传统变电站中继电保护所面临的一些问题，有利于提高继电保护保护的可靠性及速动性，是电力系统自动化技术发展的趋势。本文就主要针对此予以了简单分析，对于实际的相关问题的研究，具有一定的参考价值。
参考文献：
[1]程科.智能化变电站对电力系统继电保护配置的影响分析[J].广东科技，2013（11）.
[2]袁翥.电力系统继电保护配置的影响[J].广东科技，2011（6）.
[3]姚进慧.探讨智能化变电站对电力系统继电保护配置的影响[J].城市建设理论研究（电子版），2012（21）.
论文作者:李毅鸣
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/17
标签：变电站论文; 电流论文; 互感器论文; 继电保护论文; 故障论文; 回路论文; 差动论文; 《电力设备》2018年第19期论文;