继电保护双重化二次回路设计原则分析董浩

继电保护双重化二次回路设计原则分析董浩

董浩

（国网江苏省电力有限公司检修分公司南通运维分部江苏南通226000）

摘要：继电保护双重化二次回路是电力系统的关键所在，它的安全性和稳定性与电力系统的运行有十分紧密的关系。因为继电保护双重化二次回路是确保继电保护双重化开展的基本前提，所以对其进行深入分析具有必然性。本文首先对继电保护装置双重化配置的要求进行了阐述，提出了日常工作中继电保护双重化设计中应该遵循的原则，然后指明了双重保护二次回路容易忽略独立原则的地方。希望本文能够为相关研究提供一定的参考，将其应用在电网系统中可以有效减少继电保护双重化二次回路中存在的诸多问题。

关键词：继电保护；双重化；二次回路；设计原则

一、引言

随着国民经济的发展和人们生活水平的提高，再加上传统化石能源的日渐枯竭，我国正在大力提倡可持续发展理念，因此社会对电力能源的需求不断增长，促进了各地区城市电网规模的不断扩大，这对电力系统供电可靠性也就提出了更高的要求。继电保护装置对电网的安全稳定运行发挥着十分重要的作用，单一化的继电保护配置已经无法充分满足系统保护的相关要求，所以继电保护装置双重化配置应运而生。继电保护装置双重化配置可以有效遏制系统事故的发生，而且也能显著减少因为保护装置异常和检修不合理等原因导致的一次设备停运情况，这是确保电网系统正常运行的有效手段。要想让继电保护装置双重化配置充分发挥其应有的功能，除了需要选择先进的机电保护装置外，还应该严格遵守双重保护装置的配置和接线相互独立的基本原则。

二、继电保护装置双重化配置的要求

任何一套完善的保护装置都应该具备处理各种类型故障的功能，任何两套完善的保护装置之间应该是相互独立的，不能有任何的电气联系，这样，当其中一套保护装置退出时，另一套保护装置依然可以正常运转，可以充分确保电网运行和检修的安全性。每套保护装置的交流电流和交流电压分别取自电流互感器和电压互感器相互独立的绕组，二者的保护范围应该相互交叉，防止出现死区。应该选择具有双重跳闸线圈部件的断路器，断路器与保护装置配合的诸如断路器和隔离开关的辅助接点应该严格遵循相互独立的原则，按照双重化进行配置。二次回路的相互独立性是双重化配置的基本原则，严格遵循这一原则有利于提升继电保护装置的可靠性，充分发挥出双套保护装置功能，有效防止出现双套保护装置拒动的情况、但是在实际的电力工程设计建设中，设计人员时常会在电流电压回路、保护出口跳闸回路的电缆连接处忽略这一重要原则，导致两套保护装置的回路没有完全独立开来，有部分回路是共用的。这样虽然配置了两套保护装置，但是因为二者并没有完全独立开来，所以一旦共用回路发生故障，其实际效果根本没有达到配置两套保护装置的效果，而仅是配置一套保护装置的效果。因此，设计人员应该充分认识到相互独立原则在继电保护保护双重化二次回路中的重要功能，加强对电压回路、电流回路和220kV主变压器保护装置柜出口回路的重视，贯彻落实相互独立原则，否则在后期使用过程中就会出现诸多问题，严重影响保护装置的正常使用。

三、双重保护二次回路容易忽略独立的地方

1.电压回路

无论是母线电压互感器并列柜还是双重化保护装置的母线电压回路都基本遵循了相互独立的原则，使用相互独立的两根电缆进行引接，但是在二次电压回路中主要有两个容易被忽略的地方：第一，有两个主保护装置分别从母线VT接线盒的3P级和0.5级绕组引出来，母线VT接线盒3P级和0.5级绕组分别要用相互独立的两个电缆连接到母线VT并列柜。第二，220kV线路电容式电压互感器接线盒的3P级和0.5级绕组分别引出两个200kV线路的主保护装置，从CVT接线盒3P级和0.5级绕组需要用两个相互独立的电缆连接到220kV主保护装置保护柜上，不能先用一根电缆连接到一个220kV线路主保护装置的保护柜上，然后再从这个主保护装置的保护柜连接到另一个220kV线路主保护装置的保护柜上。上述两个容易被忽略的问题，在电力工程设计建设中非常容易导致两套保护装置共用一段回路，一旦存在这种现象，如果共用段电压回路出现了问题，则两套保护装置都不能动作，所以需要将两套保护装置的电压回路完全分开，回路设计中不能存在共用电缆的情况。

2.电流回路

本文以200kV常规敞开式变电站的220kV线路间隔为例。220kV线路间隔通常包含八个电流互感器绕组，其中双重化保护配置的200kV线路的两个主保护装置和220kV母线差动保护装置1、2属于不同的CT绕组，不同的CT绕组在220kV线路断路器端子箱需要不同的电缆连接到相应的保护柜中。但是如果220kV线路间隔CT接线盒连接到220kV线路断路器端子箱中，就容易忽略二次回路相互独立的原则。在实际工程中经常出现使用一根电缆连接CT接线盒和断路器端子箱的情况，这样两套保护装置就会存在一个共有电流回路，如果这个共有电流回路在运行过程中出现了问题，就会导致两套保护装置都没法正常工作，所以建议母线内的两个保护装置需要分别用两根电缆进行接线，让这两套保护装置的电流回路完全独立开来，这样即便一个电流回路出现了故障，另一个电流回路不会受到影响，保护装置仍然可以正常运行，从而真正达到双重化配置的目标。

3.220kV主变压器保护装置柜出口回路

为了充分满足继电保护装置双重化配置相互独立的基本要求，220kV主变压器保护柜出口回路也应该满足相互独立的要求。在实际工程设计中主要容易忽略下面几个问题：第一，主变压器两个保护装置需要分别与跳闸的断路器操作箱的两根电缆进行连接，不能先连接主变压器保护装置动作跳闸出口，然后再用一根电缆连接到需跳闸的断路器操作箱中。第二，主变压器保护装置闭锁10kV分段母线备用自动投入装置时，主变压器两个保护装置分别与10kV分段母线备用自动投入装置两根电缆连接起来。第三，在高压侧元件启动失灵保护装置并且解除复合电压闭锁时，主变压器的两个保护装置需要使用相互独立的两根电缆连接到220kV母线差动保护兼失灵保护装置中。第四，当过负荷闭锁有载调压时，主变压器保护装置启动失灵保护装置以及解除负荷电压回路装置1和主变压器保护装置2需要使用两根完全独立的电缆分别引接到有载调压机构中。第五，当过负荷启动风冷时，主变压器保护装置1和保护装置2需要使用两根不同的电缆连接到风冷控制箱中。上述谈论到的二次回路使用两根电缆连接的目的主要是确保两套保护装置的二次回路相互独立，让两套装置真正实现相互为备用的目的，从而有效提高保护的可靠性。

四、结论

继电保护装置双重化配置可以有效防止出现保护装置拒动的情况，是电网系统运行安全性和稳定性的重要保障。继电保护双重化二次回路设计的最重要原则就是双重保护装置配置及接线的相互独立性。本文立足于实际工程中继电保护双重化的二次回路设计，阐述了继电保护装置双重化配置的基本要求，并且从电压回路、电压回路和220kV主变压器保护装置柜出口回路三个方面指出了双重保护装置二次接线中容易出现忽略相互独立原则的地方，进一步论证了双重保护二次接线相互独立原则的重要性。在贯彻落实相互独立原则的基础上，两个保护装置相互独立互为备用，可以最终实现双重保护配置的可靠性。

参考文献

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