基于110kV變電站的自動化繼電保護方法分析

王琦 俞嶸

摘要：隨著我國現(xiàn)代社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對電力行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了極大影響，變電站的操作模式也逐漸變?yōu)樽詣踊僮?，在變電站中，電機保護的作用就是對變電站的工作過程形成保護，盡可能在故障發(fā)生過程中，保護發(fā)電系統(tǒng)的重要部分，這需要自動控制技術(shù)的大力支持，如此一來，才能實現(xiàn)電網(wǎng)的平穩(wěn)運行。本文闡述了如何才能基本實現(xiàn)對110kv自動控制變電站的保護，以電機的工作原理為基礎(chǔ)，展開研究，通過對自動控制技術(shù)在繼電保護的應(yīng)用分析，探究如何使得繼電保護進一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：110kv變電站;自動控制;繼電保護

在電網(wǎng)的運行過程中，由于發(fā)電機長期處于工作狀態(tài)，隨時可能出現(xiàn)發(fā)電機故障或異常報警情況，如果故障較為嚴(yán)重時，會使得電力系統(tǒng)暫時停止工作，如此一來，就會使得整個電網(wǎng)的平穩(wěn)運行產(chǎn)生影響，不但如此，還會對發(fā)電設(shè)備的使用壽命產(chǎn)生影響。繼電保護系統(tǒng)可在系統(tǒng)發(fā)生故障過程中，及時的對故障點進行定位并發(fā)出警報，與此同時，如果故障導(dǎo)致了系統(tǒng)供電的顫動，可及時對電源進行切斷，如此一來，可最大限度的對供電設(shè)備進行保護，減小了由小面積故障向大面積故障轉(zhuǎn)變的概率。人們應(yīng)該主動的對自動控制進行深化研究和改革，盡可能的使得電網(wǎng)工作平穩(wěn)、安全的運行，促進我國電網(wǎng)的發(fā)展。

對于可以燒毀變壓器的因素來說，不但要對低壓側(cè)母線的問題進行排除，還應(yīng)盡可能的對真空斷路器的靈敏度進行提升、切除10kv的母線、對輸出線區(qū)域的故障發(fā)生地線路進行切除。

目前來說，世界上任何的電力裝置和線路，在實際的發(fā)電過程中，不論什么時間內(nèi)，都必須要配備兩套完全獨立的繼電保護系統(tǒng)，可以使用兩臺完全無關(guān)的斷路器，來達到對電力系統(tǒng)進行控制和保護的目的。如果運行當(dāng)中，其中一臺繼電保護系統(tǒng)或設(shè)備，出現(xiàn)故障，停止工作，那么另一套控制系統(tǒng)和保護裝置就會投入工作，將線路及時阻斷，然后進行故障排查進行切除。依據(jù)此種保護方式來說，如果低壓母線存在于變壓器高壓繞組一側(cè)，在進行電網(wǎng)復(fù)合和閉鎖過流過程中，容易出現(xiàn)低壓側(cè)的故障檢測設(shè)備不靈敏的現(xiàn)象，為了應(yīng)對此種情況，可多加一套過電流的保護系統(tǒng)，兩套完全獨立的保護系統(tǒng)，共同作用，不論是直流電還是交流電，都是完全獨立的狀態(tài)，如此一來，就可以加強低壓側(cè)對電流的保護以及對變壓器的保護，不但如此，依據(jù)變壓器低壓側(cè)先跳閘高壓側(cè)后跳閘的基本原則，盡可能的加長低壓側(cè)對過電流的保護時長，來達到跳總出口的目的，不但如此，還可使得對高低壓側(cè)的聯(lián)合閉鎖，盡可能的使得高壓側(cè)的電壓促進低壓側(cè)電路檢測靈敏度的提升。

盡可能長的對放電間隔的過電流時間進行延長，并留出較為充裕的接地故障排除時間，可對不接地變壓器的過電流形成保護，對其本身存在的保護動作加以解決。針對于變壓器的過電壓情況，在變壓器的運行過程中，零序過電壓保護的效果明顯比間隙放電保護好，所以，對于代建或已經(jīng)開始鍵設(shè)的110kv變電站來說，對于110kv的電壓互感器的建設(shè)尤為重要，除此之外，還必須不斷的改善過電流保護系統(tǒng)，不但如此，中性點過電流的保護和零序過電流的保護也應(yīng)同時進行。盡可能豐富保護的運行方式、實用性以及靈活性。

對于差動變壓器CT來說，最好是安裝于10kv的位置，應(yīng)緊靠著斷路器進行安裝，不但如此，還應(yīng)在母線旁進行安裝，此種安裝方式對于10kv斷路器來說，是一種補充，例如，在斷路器的分段方式故障無法啟動時，如要進行起弧操作時，可以啟動差動保護，進行故障排除。如果存在問題，還可使得CT在母線側(cè)安裝。但也應(yīng)盡可能的挨近斷路器。除此之外，在變壓器的臨近位置，裝設(shè)過流CT，使得其能更好的對管套進行保護，因此，優(yōu)先考慮變壓器的管套CT[1]。

如果只是一個直流電源進行設(shè)備保護的話，如果低壓側(cè)發(fā)生故障的同時，出現(xiàn)直流電流消失的情況，會給系統(tǒng)造成不可挽回的后果。比如，我國的某個220kv變電站，主變壓器的容量為150MVA，發(fā)生過兩次燒毀事件，都是與直流電源直接消失有關(guān)。究其根本就是110kv的出線裝置發(fā)生故障，使得斷路器發(fā)生爆炸的后果，還導(dǎo)致了變壓器蓄電池的引線出現(xiàn)問題，使得直流電源突然消失，燒毀主變壓器。為了盡可能的降低該類事件發(fā)生的概率，應(yīng)盡可能的提升直流電源的工作穩(wěn)定性，所以，在對同一個硬件進行保護的保護裝置必須相互獨立。

其一，盡可能的增加限時電流。如果出現(xiàn)了高壓側(cè)的負(fù)荷電流閉鎖負(fù)荷，對于低壓母線來說，則會出現(xiàn)靈敏度下降的情況，如此，可適當(dāng)?shù)脑诘蛪簜?cè)進行電流保護裝置的安裝。這種保護裝置新增的手段，應(yīng)盡可能的使用速斷模式，并與低壓出現(xiàn)速斷形成配合，先限制本側(cè)的跳閘，在進行總出口的跳閘，不但如此，對于原先的過電流保護來說要和出線過電流形成配合，如果有靈敏度過高的情況出現(xiàn)，可進行分段設(shè)計，即對原低壓側(cè)電流進行分段。對于第一段來說，可以使用限時速斷，隨后，與出現(xiàn)速斷形成配合，都在本側(cè)形成作用;對于分段第二段來說，其本質(zhì)為過電流，把它與出線過電流進行配合使用，同樣以本側(cè)先跳為操作法則，限跳總出口。針對以上情況，如果增加了相應(yīng)的限時速斷，如果在低壓母線或者送出線附近發(fā)生故障，針對于新加入的速斷裝置來說，就會發(fā)揮作用，會在特定的時間實現(xiàn)短暫暫停，使得的變壓器瞬間跳閘，盡可能的實現(xiàn)故障清除。

其二，在低壓母線，如果存在短路容量過大的問題，而且變壓器的限時速斷保護出現(xiàn)問題，反應(yīng)不夠靈敏，或是對變壓器短路電流的耐受能力較低，應(yīng)依據(jù)實際情況，進行保護裝置的合理安放，盡可能的降低短路故障的檢查時間[2]。

其三，使得后備保護盡可能的加速對于故障線路的切除，最為有效的方式就是對時間等級差進行縮短。當(dāng)前，待建的變電站都是使用微機保護進行短路保護，在元件更換過程中，將變壓器和后備保護元件更換為更為精密的時間保護元件，可以使得時間極差大幅度下降，如果在全國推廣，將能最大限度的保證設(shè)備運行過程中的安全性、穩(wěn)定性。

結(jié)束語：

綜上所述，對于全部的電力系統(tǒng)來說，再實際供電的過程中，任何時候都有可能發(fā)生一些故障或突發(fā)情況，影響電網(wǎng)供電的正常運行，對整個供電系統(tǒng)造成嚴(yán)重后果。因此，為了盡可能的提高斷網(wǎng)工作的穩(wěn)定性和可靠性，在電網(wǎng)運行的控制裝置中，依據(jù)情況加入合適的繼電保護系統(tǒng)，保證發(fā)生故障的過程中可及時對故障原件的電源進行切斷，盡可能的防治故障造成更大的后果。

參考文獻：

[1]崔曉，熊宇，曾貴娥.110kV變電站的自動化繼電保護策略初探[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（23）：154.

[2]張旗，官鑫，石磊，等.淺談智能變電站繼電保護自動化檢測方法[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（16）：187.