110kV變電站繼電保護常見故障與對策

柴文良

摘要：110kV變電站是現(xiàn)代電網(wǎng)系統(tǒng)中的重要組成部分，對于保證電力供應(yīng)有重要價值。變電站繼電保護可以提高變電站運行安全性，是必要的基礎(chǔ)性配置。在實際工作中，繼電保護出現(xiàn)問題后就難以保障變電站運行安全。繼電保護可能出現(xiàn)多種問題，需要加強技術(shù)研究，減少故障出現(xiàn)的可能性。

關(guān)鍵詞：110kV變電站;繼電保護;故障;對策

引言：

隨著我國電力事業(yè)的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)無論在整體規(guī)模還是科技水平上，都取得了巨大的成就。其中，110kV變電站的建設(shè)額數(shù)量逐漸增加，其中的繼電保護又是重要的項目之一，必須針對繼電保護方面做好相關(guān)研究、執(zhí)行工作。同時，盡管越來越多的技術(shù)、設(shè)備、元件被投入到繼電保護系統(tǒng)中，然而受到多方面因素的影響，實際運行仍無法規(guī)避繼電保護故障。在全社會對電力消費需求不斷提升的背景下，有必要對現(xiàn)行繼電保護系統(tǒng)展開全面研究，理清常見故障類型及形式，從技術(shù)、管理等方面展開優(yōu)化，實現(xiàn)最大程度的無故障運行。

1、110kV變電站繼電保護概述

110kV變電站的大量涌現(xiàn)是對其展開繼電保護的主要原因。本質(zhì)上，繼電保護的形式十分多樣化，包括零序保護、過電流保護、低電壓保護、功率方向保護、短路故障保護等，而“繼電保護”中主要是利用設(shè)備執(zhí)行邏輯元件、輸出元件、測量元件的功能配合，對故障參數(shù)做出正確的判斷，進一步做出對應(yīng)的動作;其中，邏輯元件部分，可以根據(jù)邏輯信號與邏輯關(guān)系兩個方面，針對繼電保護設(shè)別的故障范圍、故障類型、故障表現(xiàn)等做出判斷，從而判斷問題的具體位置、類型，在發(fā)出執(zhí)行指令。而測量元件的功能，則是針對電器元件給出定制，以及和物理參量做出有比較，從而生成邏輯信號，輸出元件發(fā)揮了溝通功能，在110kV繼電保護實際運行過程中，輸出元件發(fā)出故障信號，繼電保護裝置可在短時間內(nèi)做出處理，實現(xiàn)變電站運行恢復(fù)狀態(tài)，或者對損壞的設(shè)備隔離處理，將損失降到最低。

2、繼電保護的重要性

電力系統(tǒng)十分重視運行穩(wěn)定性與安全性。現(xiàn)階段，110kV變電站構(gòu)成了電網(wǎng)系統(tǒng)的主要組成部分，其運行是否穩(wěn)定關(guān)系到電力系統(tǒng)的正常運行。110kV變電站繼電保護在保障電力系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)中作用突出。在變電站運行中，如果出現(xiàn)故障或者異常，繼電保護設(shè)備可在系統(tǒng)發(fā)生運行故障之后采取保護動作來規(guī)避故障、降低影響、減少損失。會自動發(fā)出警報，提醒相關(guān)人員注意，使技術(shù)維修人員可以快速作出安排，盡快趕到現(xiàn)場處理問題。之后，可以結(jié)合實際情況，改善、調(diào)整系統(tǒng)，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行，提高電力供應(yīng)質(zhì)量。

3、110kV變電站繼電保護常見故障分析

就國內(nèi)而言，在110kV變電站繼電器保護中常見的故障主要有以下幾種。

（1）保護裝置故障分析

如前文所述，盡管目前的110kV變電站繼電器保護裝置已經(jīng)得到了很大的技術(shù)改進，在性能、質(zhì)量等方面有所提升，但實際運行中存在的故障要素反而不斷增加，導(dǎo)致其運行穩(wěn)定性面臨更多威脅。這其中，較為常見的是電源問題、環(huán)境問題，例如，插線焊接點的位置容易在自然環(huán)境中聚集污垢、灰塵，從而形成額外導(dǎo)電通道，提高繼電保護設(shè)備故障率。

（2）保護力度故障分析

10kV側(cè)保護力度存在一定滯后性，由于受到變壓器過流保護作用的影響，斷路器可能會出現(xiàn)拒動或者失靈的問題，對此可以有效利用高壓側(cè)相應(yīng)電壓實現(xiàn)過流保護。

（3）互感器、短路故障分析

互感器是110kV變電站繼電保護系統(tǒng)中的重要組成部分，如果電流互感器電力較大，則會導(dǎo)致電流速度迅速提升，容易引發(fā)二次電流失真的問題。對應(yīng)的，如果互感器處于飽和狀態(tài)，則容易導(dǎo)致轉(zhuǎn)變特性輸出結(jié)果為0，斷路器會出現(xiàn)拒動狀態(tài);同時，短路故障發(fā)生十分頻繁，會導(dǎo)致大電流對變壓器設(shè)備造成巨大沖擊，影響繼電保護裝置的運行穩(wěn)定性，甚至還會造成電壓器燒毀問題。

4、110kV變電站繼電保護的應(yīng)對措施

從整個電力系統(tǒng)角度分析，110kV變電站電能生產(chǎn)、輸送、消費的過程中發(fā)揮著重要作用，它具有“承上啟下”的作用，上游聯(lián)系著電力生產(chǎn)、供應(yīng)單位，下游聯(lián)系著工廠企業(yè)、政府機關(guān)、千家萬戶，一旦這一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，相當(dāng)于整個電力系統(tǒng)的“心臟”除了問題，整個電網(wǎng)都面臨“功能性”癱瘓;從電網(wǎng)運行穩(wěn)定性角度出發(fā)，繼電保護是十分重要的安全機制，它能夠在電網(wǎng)運行的過程中對故障進行識別、保護、隔離、處理等，最大限度維持電力穩(wěn)定運行。結(jié)合前文中總結(jié)的常見故障，繼電保護的應(yīng)對措施主要包括以下三個方面。

（1）建立巡檢機制，采取定期檢修、更新元件、逐項替代

整體上，國內(nèi)電力事業(yè)的不斷建設(shè)發(fā)展，電網(wǎng)系統(tǒng)的覆蓋面也越來越大，為了確保電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，必須建立完善的巡檢機制，確保變電站工作人員在最短時間內(nèi)對管轄區(qū)范圍內(nèi)的繼電器實施檢修、更換和替代操作。所謂“檢修”是一種建立在定期巡檢機制上的維護工作，“更新元件”是一種防患于未然的手段，逐項替代的方式可以確保維護繼電保護設(shè)施價值最大化的同時，確保投入成本的科學(xué)性;包括發(fā)生故障之后，第一時間到達現(xiàn)場展開處理，這樣才能妥善地解決整個電網(wǎng)有效運行的問題。電力維護工作人員在日常工作之余，要積極學(xué)習(xí)專業(yè)知識，電力系統(tǒng)也應(yīng)廣泛組織員工，積極展開實踐性學(xué)習(xí)，提升故障處理能力。

（2）融合替換法、短接法、直觀法多樣化的分析與處理

以上三種方法是110kV繼電保護設(shè)備出現(xiàn)故障問題后常用的應(yīng)對措施，它們基于一個大前提，即需要事先制定好相應(yīng)的故障處理制度，實現(xiàn)繼電保護信息的有效收集、處理和分析。其中，“替換法”是指將合格的產(chǎn)品直接替換現(xiàn)有設(shè)備，實現(xiàn)整個設(shè)備體系從“不安全”轉(zhuǎn)入“安全”、“較安全”的狀態(tài);在應(yīng)用替換法的過程中，不是必然存在故障或明顯的故障跡象，才進行替換實施，可以根據(jù)經(jīng)驗判斷，或者完全出于防范性需求而采取更換設(shè)備?！岸探臃ā钡膽?yīng)對形勢基本和替換法相同，所謂短接，則是指主要應(yīng)用在回路、開路等故障問題中?！爸庇^法”的應(yīng)對措施十分廣泛，即通過人工肉眼觀察的方式直接給出處理意見，不適用于相對精密的、需要儀器檢測的設(shè)備中。

（3）加快網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)實施微機保護

“智能電網(wǎng)”作為一項國家戰(zhàn)略，很大程度上推動著電網(wǎng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)，在110kV變電站中微機保護已經(jīng)得到了很好的應(yīng)用，其能夠有效提高整個電力設(shè)備自動化運行水平，有利于保障電網(wǎng)安全運行。通過微機保護，能夠及時發(fā)現(xiàn)故障問題，并且將故障信息傳遞至處理器中，并且通過邏輯分析對故障進行分析判斷，最終得出處理結(jié)果。

結(jié)束語

結(jié)合以上內(nèi)容分析，在110kV變電站中繼電保護的重要性不言而喻，要確保其穩(wěn)定、正常運行，一方面可從管理機制入手，不斷進行完善、嚴(yán)格管理。另一方面，應(yīng)該積極引進先進技術(shù)、實現(xiàn)自我創(chuàng)新，形成更為優(yōu)化的應(yīng)對策略，以此來維護我國電力事業(yè)的穩(wěn)定健康發(fā)展。

參考文獻

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