110kV變電站繼電保護(hù)故障及應(yīng)對(duì)措施探討

摘 要：110kV變電站數(shù)量不斷增加，其作為電網(wǎng)系統(tǒng)中的重要組成部分，為提高其運(yùn)行穩(wěn)定性，必須要就繼電保護(hù)方面進(jìn)行分析，采取合理的措施對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化完善，降低各項(xiàng)因素的影響。目前雖然有更多新型設(shè)備與技術(shù)被應(yīng)用到繼電保護(hù)系統(tǒng)中，但是受各方面因素影響，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中仍存在一定問(wèn)題，還需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)行總結(jié)分析，確定故障發(fā)生原因，有針對(duì)性的進(jìn)行優(yōu)化，文章就此方面內(nèi)容進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：110kV變電站；繼電保護(hù)；電力系統(tǒng)

繼電保護(hù)為保障電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的主要措施，可以在系統(tǒng)發(fā)生運(yùn)行故障后，及時(shí)采取保護(hù)動(dòng)作來(lái)切除故障，縮小故障影響范圍，降低故障損失。因此為提高110kV變電站運(yùn)行綜合效益，必須要對(duì)現(xiàn)行繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行分析，確定各類故障發(fā)生的原因，從技術(shù)與管理方面進(jìn)行處理優(yōu)化，最大程度上減低故障發(fā)生概率，保證整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，提高繼電保護(hù)效率。

1 110kV變電站繼電保護(hù)分析

110kV變電站繼電保護(hù)裝置，必須能夠正常運(yùn)行，可以及時(shí)準(zhǔn)確的分辨出被保護(hù)元件當(dāng)前狀態(tài)是否正常，并確定其為保護(hù)區(qū)內(nèi)故障或保護(hù)區(qū)外故障。為保證保護(hù)系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確動(dòng)作，應(yīng)確定其滿足選擇性、速動(dòng)性、靈敏性以及可靠性等要求，在變電站運(yùn)行故障發(fā)生后能夠及時(shí)將故障切除，避免對(duì)系統(tǒng)其它部位產(chǎn)生影響[1]。如果變電站系統(tǒng)內(nèi)存在故障設(shè)備或者斷路器拒動(dòng)情況，應(yīng)切除故障就近設(shè)備或者線路，將影響范圍控制在最小。繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行，需要滿足110kV變電站運(yùn)行需求，可以長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)運(yùn)行，及時(shí)處理存在的問(wèn)題，提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。

2 110kV變電站繼電保護(hù)所存問(wèn)題

2.1 保護(hù)裝置故障

110kV變電站現(xiàn)行繼電保護(hù)裝置無(wú)論是質(zhì)量還是性能均有一定程度的提升，在運(yùn)行過(guò)程中也能夠起到更大的作用。但是相應(yīng)的電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)也不斷加大，導(dǎo)致裝置在運(yùn)行過(guò)程中還會(huì)出現(xiàn)多種故障問(wèn)題，影響其運(yùn)行穩(wěn)定性。如最為常見(jiàn)的電源問(wèn)題、環(huán)境問(wèn)題，即在長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)下，存在大量靜電塵埃顆粒積聚在插線焊接點(diǎn)位置，形成額外導(dǎo)電通道，加大了故障發(fā)生概率[2]。另外，干擾性與絕緣性也是常見(jiàn)故障原因，即計(jì)算機(jī)保護(hù)系統(tǒng)與設(shè)備絕緣性自身抵抗力較低，在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中某些邏輯元件出現(xiàn)運(yùn)行錯(cuò)誤，而影響繼電保護(hù)效果。

2.2 保護(hù)力度故障

主要是指變壓器10kV側(cè)保護(hù)力度不夠大，采用過(guò)流保護(hù)方法進(jìn)行延時(shí)切除需要在主變10kV側(cè)完成，來(lái)解決母線故障，來(lái)保證變壓器能夠有效抵御大電流沖擊作用。受變壓器過(guò)流保護(hù)作用影響，斷路器如果出現(xiàn)拒動(dòng)或者失靈現(xiàn)象，即可以通過(guò)利用高壓側(cè)相應(yīng)電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)作用。

2.3 互感器故障

在110kV變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)中，互感器為重要組成部分，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控。但是如果電流互感器電流比較大，會(huì)使得電流速度快速提升，而出現(xiàn)二次電流失真問(wèn)題?；蛘呤请娏ジ衅鞔嬖趪?yán)重飽和，使得傳變特性輸出結(jié)果顯示為零，將斷路器狀態(tài)維持在拒動(dòng)狀態(tài)。如果互感器出現(xiàn)運(yùn)行故障，會(huì)在根本上影響繼電保護(hù)系統(tǒng)基礎(chǔ)功能的發(fā)揮效果，情況嚴(yán)重的甚至?xí)霈F(xiàn)變壓器越級(jí)跳閘問(wèn)題。

2.4 短路故障

短路故障在變壓器低壓側(cè)近區(qū)域比較常見(jiàn)，一旦出現(xiàn)勢(shì)必會(huì)造成大電流對(duì)變壓器設(shè)備的沖擊，而對(duì)設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，如果不能及時(shí)采取措施處理，甚至?xí)?dǎo)致電壓器被燒毀。并且，如果短路故障發(fā)生在低壓側(cè)近區(qū)，除了會(huì)對(duì)變壓器產(chǎn)生影響，甚至還會(huì)對(duì)邊胍器內(nèi)部造成損傷。另外，電壓互感器二次電壓回路故障也比較常見(jiàn)，其作為110kV變電站繼電保護(hù)開(kāi)端部分，必須要采取良好的措施對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。

3 110kV變電站繼電保護(hù)故障常見(jiàn)處理措施

3.1 直觀法

應(yīng)用直觀法對(duì)繼電保護(hù)故障進(jìn)行分析，即采取措施對(duì)故障直接進(jìn)行測(cè)試，一般應(yīng)用于電子儀器無(wú)法直接測(cè)試判斷故障的情況。當(dāng)繼電保護(hù)裝置插件出現(xiàn)位置故障，并且無(wú)備用元件更換的前提下，可以選擇用直觀法進(jìn)行測(cè)試，即通過(guò)110kV開(kāi)關(guān)拒分或者柜臺(tái)狀態(tài)判斷故障原因。當(dāng)臺(tái)閘基礎(chǔ)器運(yùn)行狀態(tài)正常，并且電氣回路正常時(shí)，則可以判斷故障發(fā)生在電力系統(tǒng)內(nèi)部。另外，如果110kV繼電器出現(xiàn)顏色或者氣味異常的情況，則可以判斷設(shè)備內(nèi)部發(fā)生故障，需要及時(shí)進(jìn)行排查并對(duì)故障元件進(jìn)行更換。

3.2 檢查更新元件法

此類方法為110kV變電站繼電保護(hù)處理中最為常見(jiàn)的方法，在實(shí)際應(yīng)用中具有良好的效果。即配置專業(yè)檢修團(tuán)隊(duì)，在日常工作中對(duì)變電系統(tǒng)中各運(yùn)行元件進(jìn)行檢修，確定其狀態(tài)是否正常，一旦發(fā)現(xiàn)運(yùn)行異常，或者老舊故障元件，需要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行更換[3]。通過(guò)檢查更新的方法，來(lái)保證整個(gè)變電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，將元件因素對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行效果的影響降到最低，提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。

3.3 替換法

替換法實(shí)施的本質(zhì)即將存在故障的元件替換掉，在實(shí)際應(yīng)用中，檢修人員可以將存在問(wèn)題的元件進(jìn)行替換處理，如果替換后故障消失，則證明該替換元件存在問(wèn)題。如果替換后故障依然存在，則可以證明該替換元件正常，由此可以判斷系統(tǒng)中存在的故障元件，縮小故障范圍。

3.4 短接法

利用短接法可以更快速地確定故障發(fā)生范圍，在實(shí)際應(yīng)用中，就是對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)中某一部分進(jìn)行短路連接處理，然后對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行觀察，確定該短接位置是否存在運(yùn)行故障。如果短接效果不明顯，則證明此部位不存在故障，更換另一位置短接即可。此種方法與替換法具有一定的相似處，但是在實(shí)際應(yīng)用中具有一定的局限性，因此只被應(yīng)用于回路開(kāi)路故障或者電磁鎖故障檢測(cè)中。

4 110kV變電站繼電保護(hù)故障改進(jìn)實(shí)例分析

4.1 實(shí)例概述

以某110kV變電站為例，其設(shè)置有主變一臺(tái)，35kV三回出線，10kV八回出線。其中，10kV配電系統(tǒng)采用開(kāi)關(guān)型號(hào)為SN10-10Ⅱ型少油斷路器，配置CD10型直流電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)[4]。為保證電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，為此線路設(shè)置了點(diǎn)流速斷保護(hù)與過(guò)電流保護(hù)裝置。

4.2 故障表現(xiàn)

10kV 10#開(kāi)關(guān)自投運(yùn)以后，一直維持在良好的運(yùn)行狀態(tài)，但是現(xiàn)在服務(wù)區(qū)域負(fù)荷上升，配變?nèi)萘吭龃?，逐漸出現(xiàn)拒合問(wèn)題。變現(xiàn)為合閘時(shí)，開(kāi)關(guān)出現(xiàn)連續(xù)跳合聲響，有時(shí)可以合上，有時(shí)不能合上，初步判斷此問(wèn)題主要是因?yàn)椤伴_(kāi)關(guān)跳躍”。

4.3 故障分析

針對(duì)故障初步判斷情況，對(duì)10kV 10#開(kāi)關(guān)控制與保護(hù)回路進(jìn)行了檢測(cè)，排除“開(kāi)關(guān)跳躍“原因，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察判斷，此故障主要是因?yàn)楸Ｗo(hù)裝置動(dòng)作原因引起。開(kāi)關(guān)拒合時(shí)出現(xiàn)過(guò)流信號(hào)掉牌情況，運(yùn)行人員認(rèn)為此問(wèn)題主要因?yàn)殚_(kāi)關(guān)柜振動(dòng)較大引起的，但是經(jīng)過(guò)對(duì)控制與保護(hù)回路的檢查，確定開(kāi)關(guān)過(guò)流保護(hù)不存在時(shí)限。過(guò)電流保護(hù)時(shí)間繼電器延時(shí)閉合常開(kāi)接點(diǎn)未接入回路，而是將瞬動(dòng)常開(kāi)接點(diǎn)接入回路。針對(duì)此需要對(duì)時(shí)間繼電器接點(diǎn)進(jìn)行改接處理，恢復(fù)開(kāi)關(guān)運(yùn)行狀態(tài)后，拒合故障消失。

5 結(jié)束語(yǔ)

為滿足社會(huì)生產(chǎn)生活需求，110kV變電站作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，其運(yùn)行效果直接決定著整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性，因此必須要加強(qiáng)對(duì)其繼電保護(hù)裝置的研究。目前110kV變電站繼電保護(hù)還存在部分問(wèn)題，需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，分析確定各類故障發(fā)生的原因，有針對(duì)性的采取措施進(jìn)行優(yōu)化，降低各項(xiàng)因素的影響，爭(zhēng)取不斷提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

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