110kV繼電保護故障的處理策略分析

沈超凡

摘 要：電力系統(tǒng)中的繼電保護被廣泛的應用。本文結合110kV的變電所為研究對象，對繼電保護發(fā)生的故障進行分析，同時對繼電保護進行設計，以更好地維護電力系統(tǒng)。

關鍵詞：l10KV變電所；繼電保護；保護配置

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展和社會生活的日益豐富，人們的生活水平也得到了相應的發(fā)展，用電量也隨著生活的提高而變得越來越大，這就要求電力設備系統(tǒng)必須持續(xù)更新以配合電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大。電力系統(tǒng)可以平穩(wěn)運行主要依靠繼電保護裝置來保護其安全。因為110kV繼電保護裝置主要保障變電站的安全運行，所以研究110kV繼電保護的故障極具現(xiàn)實意義。

一、繼電保護與故障原因分析

1.繼電保護

在目前的電力系統(tǒng)中，一旦被保護的元件和系統(tǒng)設備出現(xiàn)故障問題，則應當有該設備和元件的控制繼電器保護裝置迅速的產(chǎn)生動作，將故障迅速的切除或者自我處理，同時與其距離最近的斷路器也會及時的發(fā)出跳閘指令，使得已經(jīng)發(fā)生故障的電力設施和元件從電力系統(tǒng)中分離出來，從而降低設備對整個電力系統(tǒng)造成的損壞和影響，并滿足了一些特定電力系統(tǒng)工作要求。繼電保護裝置是目前電力系統(tǒng)中的一項準確的反應電氣設備不正常工作狀況的關鍵，根據(jù)這些不正常工作情況以及設備維護條件分析，從而發(fā)出不同的警告信號，以便通知工作人員進行及時的處理與修復，或者也可以由保護裝置自我進行調整與優(yōu)化，從而將一些可能會引起安全事故的電氣元件和設備及時的更換和切除。

2.繼電保護常見故障分析

（1）電流互感飽和故障。電流互感器的飽和對電力系統(tǒng)繼電保護的影響是非常之大。隨著配電系統(tǒng)設備終端負荷的不斷增容如果發(fā)生短路，則短路電流會很大。如果是系統(tǒng)在靠近終端設備區(qū)的位置發(fā)生短路時，電流可能會達到或者接近電流互感器單次額定電流的100倍以上。在常態(tài)短路情況下，越大電流互感器誤差是隨著一次短路電流倍數(shù)增大而增大，當電流速斷保護使靈敏度降低時就可能阻止動作。在線路短路時，由于電流互感器的電流出現(xiàn)了飽和，而再次感應的二次電流小或者接近于零，也會導致定時限過流保護裝置無法展開動作。當在配電系統(tǒng)的出線過流保護拒絕動作時而導致配電所進線保護動作了，則會使整個配電系統(tǒng)出現(xiàn)斷電的狀況。

（2）開關保護設備的選擇不當。開關保護設備的選擇是非常重要的一項工作，現(xiàn)在的多數(shù)配電都在高負荷密集的地區(qū)建立起開關站，也就是采用變電所一開關站一配電變壓器的供電輸電的模式。在未實現(xiàn)繼電保護自動化的開關站內，我們應當更多地采用負荷開關或與其組合的繼電器設備系統(tǒng)作為開關保護的設備。

二、110kV變電所繼電保護配置

1.對變壓器的保護

主變保護采用微機型保護，配置的保護有差動、高壓側后備、中壓側后備、低壓側后備、非電量保護。差動保護動作跳主變三側斷路器。差動保護采用多CPU結構，防止因CPU異常時保護拒動。

高壓側復合電壓閉鎖方向過流保護，設二段二時限，兩段均可選擇帶方向或不帶方向帶方向，第～時限跳開中壓側斷路器，第二時限跳開變壓器各側斷路器。方向元件電壓取自高壓側。高壓側復合電壓閉鎖過流保護，設一段一時限，延時跳變壓器三側斷路器。

高壓側零序方向過流保護（指向變壓器，CT接高壓側套管CT），設一段一時限，跳變壓器三側斷路器。

高壓側中性點零序過流保護，設一段一時限，跳變壓器三側斷路器（CT接中性點CT）。高壓側中性點放電間隙保護（包括零序電流和零序過壓），保護設二時限，第一時限跳開本側斷路器，第二時限跳開變壓器各側斷路器。零序過壓保護要求取外接3UO。

中壓側復合電壓閉鎖方向過流保護，保護為二段式，一段帶方向，二段不帶方向，每一段帶三個時限，第一時限跳開本側母聯(lián)斷路器，第二時限跳開變壓器本側斷路器，第三時限跳開變壓器三側斷路器。方向元件電壓取自高壓側。中壓側復合電壓閉鎖過流保護，設一段一時限，延時跳變壓器三側斷路器。

低壓側復合電壓閉鎖方向過流，保護為二段式，每一段帶三個時限，第一時限跳開本側母聯(lián)斷路器，第二時限跳開變壓器本側斷路器，第三時限跳開變壓器三側斷路器。高、中、低側各裝一套過負荷保護，動作發(fā)信號。高壓側啟動冷卻器的過負荷保護，接點啟動冷卻器。高壓側閉鎖有載調壓的電流保護。非電量保護包括：主變本體，重瓦斯跳閘，輕瓦斯發(fā)信號。有載調壓開關保護繼電器，動作跳閘。壓力釋放1，壓力釋放2動作跳閘，或發(fā)信號。主變溫度動作跳閘和溫度高發(fā)信號。速動油壓繼電器跳閘，或發(fā)信號。主變油位信號。有載開關油位信號。冷卻器全停后經(jīng)油溫高延時跳閘和冷卻器全停信號。

2.110kV輸電線路的保護

（1）110kV線路配置三段相間距離、接地距離保護，四段定時限零序方向過流保護，三相一次重合閘。后備保護采用遠后備方式。

（2）光纖分相電流差動保護：主保護配置1套光纖分相電流差動保護，后備保護采用遠后備方式，為三段相間距離、接地距離保護，四段定時限零序方向過流保護，三相一次重合閘。線路在空載、輕載、滿載條件下，在保護范圍內發(fā)生金屬或非金屬性的各種故障時，保護應能正確動作。在保護區(qū)外發(fā)生金屬或非金屬故障時，保護不應誤動作；區(qū)外故障切除，區(qū)外故障轉換，故障功率突然倒向及系統(tǒng)操作等情況下，保護不應誤動作；被保護線路在各種運行條件下進行各種倒閘操作時，保護裝置不得誤發(fā)跳閘命令。

110kV線路配置三相一次重合閘裝置，要求重合閘能實現(xiàn)檢同期合閘、檢無壓合閘和不檢查合閘，檢壓元件可用同名相線電壓，也可用相電壓。

3.對35kV線路的保護：采用微機型三段式相間距離保護，三相一次重合閘，并具有低頻減載功能。

4.對l0kV線路的保護：微機型電流速斷保護，過電流保護，三相一次重合閘，及小電流接地選線及低周、低壓減載功能。

5.對35kV電容器：采用微機型過壓、失壓保護及電流速斷、過電流保護，并設分相接入差壓保護。

三、結束語

110kV繼電保護設備是保障我國的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要條件，只有保證我國的繼電保護設備的正常運行和減少故障的出現(xiàn)，我國的電力系統(tǒng)才會得到長足的發(fā)展與進步，才能為我國的經(jīng)濟發(fā)展和社會進步提供源源不斷的動力。隨著社會的不斷進步和經(jīng)濟的穩(wěn)步增長，社會對電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定提出了更全面和更立體的要求，只有更加深入的了解變電設備出現(xiàn)故障的原因，才能有針對性的提出解決的方式和方法，才能更好地服務于我國的電力系統(tǒng)的發(fā)展。所以，掌握110kV繼電保護設備故障出現(xiàn)的原因和具體的解決策略具有極大的現(xiàn)實意義。

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