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摘要：随着电力系统的发展，继电保护技术被广泛应用，一旦电力系统发生故障，需要继电保护实现瞬间切断。因此，继电保护装置的方向性配合需求问题，包括高压线路保护、母线保护、电力变压器保护、母差等保护方向的选择，以及接线方法及带负荷测试，影响着继电保护装置的运行质量和供电可靠性。本文分析继电保护装置的采用的关键技术，进而提高自动化装置的性能和可靠性。
关键词：继电保护；保护装置方向；接线。
0 引言
电力系统中，继电保护主要作用是监控供电系统各种设备的运行情况，为值班人员判断电路的运行状况提供依据。当供电系统出现故障时, 继电保护装置能够快速的切断故障电路部分, 其中方向性选择是继电保护装置进行动作逻辑性判断基础，如果选择错误会造成部分电力系统崩溃解列，甚至引起大范围停电。因此在线路保护和主变保护中，对保护的方向均有严格的规定。本文通过对变压器、 输电线路、母线等保护装置的分析，研究在继电保护工作中，方向性配合需求问题。
1变压器保护测试分析
电力变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，在正常使用中先要进行接线安装，接线方向错误导致的故障会严重影响系统的正常供电和安全运行。所以，必须保障变压器方向的正确性。
1.1 变压器接线测试
变压器方向保护常见的纵差保护，可以反应相间短路、高压侧单相接地短路以及匝间短路的主保护，保护范围包括变压器套管及引出线。在传统的保护中，变压器的高低压侧的接线组别不同，如Y,d11连接的变压器，高压绕组Y连接，电流互感器二次绕组Δ连接，通过Y与Δ的转换校正相位；在目前的微机保护中，高低压绕组无论采用什么连接方式，两侧电流互感器都是Y连接，由软件进行一次接线组别和变比的相位与幅值调整，这样还可以提高电流互感器的二次负载能力。
其次，不同的厂家的保护装置有不同相位调整原理，国电南自变压器保护装置PST-1202是将高压侧（Y侧）线电流向低压侧（Δ侧）线电流逆时针转30°进行调整的；南京能瑞变压器保护装置RCS-978是将低压侧（Δ侧）线电流向高压侧（Y侧）线电流顺时针转30°进行调整的。所以，在变压器进行接线校验时应给予考虑。
1.2变压器向量测试
为防止变压器外部故障引起的过电流及复压过流，在投运前查看一次高低压侧每相的电流回路与测量变比是否对应。
（1)从Y侧向Δ侧补偿，原理图如下：
由软件按下列式子可求得用作差动计算的三相电流：
由向量图可见，
同向，实现了相位补偿；
(2)从Δ侧向Y侧补偿，原理图如下：
由软件按下列式子可求得用作差动计算的三相电流：
由向量图可见，
同向，实现了相位补偿；
2高压线路零序方向保护
线路零序电流保护在电力系统中得到广泛的应用，是反应输电线路一端零序电流的保护。只有当发生单相接地，三相电流不平衡时，才会产生零序电流和零序电压。零序保护利用接地故障时产生的零序电流，灵敏度较高，因此利用它的相位确定故障发生的方向，来保护接地短路，同时在系统振荡是，零序电流不会误动，具有显著的优点，是高压线路保护中正确动作率最高的一种。
2.1零序方向接线测试
在继电保护中，零序方向回路构成分为互感器产生和自产零序两种：前者由电压互感器的三次开口回路引出零序电压，同侧电流互感器的中心线电流引出零序电流；后者由接入电压互感器二次三相电压及同侧电流互感器三相电流，通过内部软件计算取出零序电压和零序电流。构成方向保护需要区分正、反方向故障，本文以电流由母线指向线路为正方向，以电压升为正方向：
正方向短路故障：
由图可得：
，通常情况下零序阻抗角按约75°考虑，所以正方向短路时U0超前I0约-105°。
反方向短路故障：
由图可得：
，通常情况下零序阻抗角按约75°考虑，所以反方向短路时U0超前I0约75°。
根据推导，要构成零序方向的继电器，正方向短路时动作，反方向短路时不动，则该继电器的最大动作灵敏角为U0超前I0约-105°由此，可以得出零序方向继电器的动作特性。
2.2零序方向向量测试
零序电流的分布，主要决定于送电线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗，大小与零序、正序、负序阻抗有关。零序分量获取简单，任何时刻只需信号相加，公式为：
对于架空输电线、电缆、变压器等静止元件，正序与负序阻抗存在：
对于发电机、电动机，各序电流分别通过时，将引起不同的电磁过程，对应的正序、负序和零序阻抗互不相等。不相等的正序、负序参数与电网的参数相结合之后，不相等的影响较小，所以，在分析和计算时，通常取：Z1=Z2。
3母线方向保护
电力系统中，母线作为连接元件的主要设备，当终端变电所和枢纽变电所母线发生故障时，如不及时切除故障，将会损坏众多的电力设备，引起大范围停电，造成严重的后果。因此与其他设备保护相比，母线保护的要求更为苛刻，设置动作可靠、性能良好的母线保护十分必要，而母线保护的主要问题是防止区外故障电流互感器饱和导致的误动。
3.1母差方向接线测试
差动回路是由一个母线大差动和各段母线小差动组成：其中大差动是指除母联开关和分段开关以外的母线上所有其余之路电流相路和所构成的差动回路，用于判别母线是否有故障；小差动是指某段母线相连接的各支路电流相量和构成的差动回路，其中包括了与该段母线相关联的母联开关和分段开关，用于判别母线的故障是哪一段。
母线差动保护中，为了方便差流的电流计算，需要规定电流互感器正极性的位置，电流互感器极性接反，会使差动保护误动作或拒动。本文规定电流互感器的正极性端在母线侧，一次电流参考方向由线路流向母线为正方向。
在下图双母接线方式中，规定母联电流互感器正极性段在I母侧，当I母发生故障时，可以看出对于大差元件Id=Ir，因此大差元件动作确定母线发生区内故障；其次，II母小差元件Id=0，I母小差元件Id=Ir，因此判断故障发生在I母。大差、小差元件同时动作，母差保护差动继电器才动作。
3.2母差方向向量测试
母差保护的原理基于基尔霍夫定律：在母线正常运行及外部故障时，各线路流入母线的电流和流出母线的电流相等，各线路的电流向量和等于零；当母线上发生故障时，各线路电流均流向故障点，其向量和不等于零，满足一定条件后，出口跳开相应开关。
由此，可判断每一回流入母差保护装置的电流向量是否正确，在新的母差保护装置投运时均采取不投保护，然后采取一路一路接入二次电流，这样可根据界面上的显示的每路电流的大小和差流的大小以及钳型相位表的测量显示进行综合判断，看是否有那个元件的电流互感器的极性方向有误。
4总结
因保护装置方向性保护基本在各个元件保护中均有广泛应用，工作人员需要在继电保护安装与调试过程中对方向性保护全面把握，从而提高继电保护装置的后续运行质量。
参考文献
[1]孙言蓓.继电保护装置在电力系统的应用[J].黑龙江科技信息,2010(8):37.
[2]张东.浅谈继电保护在电力系统中的技术应用[J].数字技术与应用,2010(10):108.
论文作者:吴一凡1,王馨竹2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/10/1
标签：母线论文; 电流论文; 方向论文; 故障论文; 变压器论文; 保护装置论文; 接线论文; 《基层建设》2018年第23期论文;