淺析110kV變電站繼電保護故障及解決方法

丁清樹

摘 要：當前，為滿足對社會的電力供應，電力企業(yè)建立了大量的110kV變電站。110kV變電站對于維護電力系統(tǒng)的正常運行，促進電網(wǎng)建設的可持續(xù)發(fā)展具有至關重要的意義。因此，要加強對110kV變電站的繼電保護。本文芻議了110kV變電站繼電保護故障及解決方法，以期為我國變電站繼電保護提供借鑒。

關鍵詞：110kV變電站；繼電保護；故障；解決方法

中圖分類號：U224 文獻標識碼：A

加強繼電保護，對于維護電力系統(tǒng)的正常運行具有至關重要的意義。繼電保護，對于確保電力元件的正常工作發(fā)揮著基礎性作用。加強繼電保護有利于實現(xiàn)對電力系統(tǒng)故障的有效降低，有利于減少電力系統(tǒng)故障造成的損失。因此，有必要對當前110kV變電站繼電保護中存在的問題進行深入分析，探究行之有效的繼電保護故障解決方法，加強對電力系統(tǒng)的控制，提高電力系統(tǒng)運行的安全與穩(wěn)定，確保電力系統(tǒng)的供電穩(wěn)定，促進電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

一、110kV變電站繼電保護概述

1.繼電保護概述

繼電保護裝置，能有效區(qū)分電子元件的運行狀態(tài)，能準確判斷故障位置。繼電保護設施主要由三方面構成，分別是測量元件、邏輯程序以及執(zhí)行輸出。繼電保護大致可分為兩部分，一是主設備保護，一是輸電線保護。在繼電保護中，按照保護設備來區(qū)分，可分為兩部分，一部分是數(shù)字式保護，一部分是模擬式保護。

2.110kV變電站繼電保護要求

在電力系統(tǒng)的運行過程中，對于設備和線路問題，繼電保護體系要及時進行有效的故障處理，避免故障不良影響的蔓延。在110kV變電站繼電保護中，故障設備與線路出現(xiàn)拒動時，要將故障位置與相鄰保護設施進行故障切除，實現(xiàn)對故障破壞的減少。

二、案例分析

以福建省某市110kV變電所10kV開關拒合為案例，分析110kV變電站繼電保護故障及解決方法。

1.案例概況

福建省某市110kV變電所有一臺容量為2萬kVA的主變。該主變的10kV線路配置了電流速斷保護和過電流保護，10kV10#開關對該市部分地區(qū)的負荷供電。10kV10#開關自投入運行以來，一直保持良好的運行狀態(tài)。但是隨著城市負荷的逐漸上升，配變的容量也日益增大。10kV10#開關出現(xiàn)拒合故障。該開關在合閘時，會發(fā)出連續(xù)的跳合聲響，開關時而無法正常閉合。相關運行人員判定該10kV10#開關存在“開關跳躍”的缺陷和故障。

2.原因分析及解決方法

針對該10kV10#開關的拒合故障，相關工作人員測試和檢查了該10kV10#開關的控制和保護回路，排除了“開關跳躍”的缺陷。因為只有當線路存在永久性相間短路故障，且控制開關的接點焊死或者是控制開關在合閘位置卡死，才會導致開關跳躍。然而，該10kV10#開關并不存在上述原因，因此，該開關并不存在“開關跳躍”的缺陷。相關工作人員對現(xiàn)場進行細致的分析，得出結論，該10kV10#開關故障與保護裝置的動作有關系。相關的繼電保護工作人員對控制和保護回路進行重新檢查，發(fā)現(xiàn)該10#開關的過流保護沒有時限。該開關隨著城市負荷和配電容量的不斷增加，導致開關合閘時的沖擊電流相應增大。該沖擊電流逐漸增加到能夠啟動過流保護裝置，開關合閘時的保護動作導致了開關跳開，隨之出現(xiàn)開關拒合故障。因此，相關工作人員將回路實施改接，使時間繼電器接點改接后，實現(xiàn)了保護裝置在時限上可以躲過開關合閘造成的沖擊電流，解決了開關拒合的問題。

三、110kV變電站繼電保護故障

1.產(chǎn)源故障

當繼電保護設備的質量和性能存在問題時，110kV變電站繼電保護容易出現(xiàn)產(chǎn)源故障。另外，在110kV變電站繼電保護中，不適當?shù)脑O備選型配置，會悖離繼電保護的要求，從而導致繼電保護中故障的產(chǎn)生。

2.運行故障

在110kV變電站繼電保護運行過程中，要嚴格按照相關規(guī)范運行繼電保護設備。在繼電保護設備的實際運行過程中，相關操作人員的技術水平參差不齊，缺乏高效的協(xié)調配合，容易導致一系列的繼電保護設備運行故障，諸如開關柜合以及主變差動保護誤動作等。

3.隱性故障

在110kV變電站繼電保護運行過程中，隱性故障會對電力系統(tǒng)產(chǎn)生嚴重的不良影響和破壞。通常，隱性故障的預防具有較大的難度，在實際運行中，會造成停電事故。

4.電流互感飽和故障

當配電系統(tǒng)出現(xiàn)設備終端負荷的不斷增容時，將會造成較大的短路電流。在通常狀態(tài)的短路情況下，電流互感器誤差會隨著短路電流倍數(shù)的加大而加大。當線路出現(xiàn)短路時，會導致電流互感器飽和故障，造成再次感應的二次電流減小甚至趨于零。

5.其他故障

除了上述故障，在110kV變電站繼電保護中，還存在其他故障，諸如節(jié)點故障、繼電器燒毀以及繼電器的不運行、不復位等。繼電器燒毀會導致繼電器誤動作指示燈的異常。

四、110kV變電站繼電保護故障解決方法

1.替換法、短接法與直觀法

要建立健全110kV變電站繼電保護系統(tǒng)的故障處理制度，實現(xiàn)對繼電保護故障損失的減少。在110kV變電站繼電保護中，主要有替換法、短接法和直觀法等處理故障的方式。替換法，在繼電保護中，會對出現(xiàn)故障以及可能存在故障的電子設備元件進行替換，實現(xiàn)對故障的解決。如果采用替換法無法有效解決繼電保護中的故障，則說明故障的原因并不是元件問題。因此，采用替換法，可以有效判斷元件的運行狀態(tài)以及自身狀況，還能實現(xiàn)對故障產(chǎn)生范圍的有效縮減。在繼電保護中，短接法與替換法的作用較為類似，都能有效縮減故障發(fā)生的范圍。在110kV變電站繼電保護中，使用短接法對段路線進行連接，可以實現(xiàn)對故障的準確判斷。在線路短接位置，沒有發(fā)現(xiàn)故障時，則可以實現(xiàn)對該位置故障的排除。短接法在110kV變電站繼電保護使用中，存在一定的局限性，短接法只適合用于電磁鎖故障，以及回路開關故障中。在110kV變電站繼電保護中，在檢測故障時無法使用儀器的情況下，大多采用直觀法。直觀法具有較為簡單的處理方式。當繼電保護開關，在拒分和拒合的情況下，普遍采用直觀法對繼電保護故障進行檢測。

2.檢修、更新元件與逐項替代法

相關工作人員要嚴格按照制度規(guī)定，加錢對元件的定期檢修和替換，對于出現(xiàn)故障的元件，要及時進行更換，以避免發(fā)生其他故障。在110kV變電站繼電保護中，相關工作人員要在繼電保護工作中，提高自己解決繼電保護故障的能力，對相關的管理規(guī)范進行明確的掌握和理解，了解繼電保護工作的原理和規(guī)律，提高110kV變電站繼電保護的安全性和穩(wěn)定性，提高繼電保護故障的處理效率。逐項替代法通過將并聯(lián)的回路實施逐項分離，并按照正確的順序放回，通過尋找具體的故障回路，實現(xiàn)對故障具體位置的確定。

3.加強微機保護

變電站的微機保護系統(tǒng)，以繼電保護、信號報警、監(jiān)控為基礎，將單片機構成的保護和測控裝置在儀表室內(nèi)對電流互感器發(fā)出的信號進行接收，通過計算機的輔助，實現(xiàn)對其有功電度和有功功率的有效轉化。加強微機保護，可以有效監(jiān)控110kV變電站中各設備構成的工作狀態(tài)，有利于及時修正故障問題，有利于提前設置繼電保護中的整定值。

結語

在110kV變電站繼電保護中，要重視繼電保護中出現(xiàn)的故障，采取行之有效的措施，諸如靈活運用替換法、短接法與直觀法，加強微機保護等解決110kV變電站繼電保護中存在的故障，確保電力系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定，促進電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1]任啟金，邢建浩，孟慶江，等.110kV變電站繼電保護故障及解決措施探討[J].科技創(chuàng)新與應用，2015（36）：219-219.

[2]鐘建華，熊釗.淺談110kV變電站繼電保護現(xiàn)狀及解決方法[J]. 科技創(chuàng)新與應用，2012（30）：164-164.endprint