對(duì)110千伏變電站繼電保護(hù)及自動(dòng)化系統(tǒng)的分析

馬立強(qiáng) 國網(wǎng)固原供電公司

通常，我們所說的繼電保護(hù)裝置指的是當(dāng)意外發(fā)生時(shí)，在第一時(shí)間對(duì)意外進(jìn)行切除，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化報(bào)警。這一系列的操作不僅可以保障人們的安全，同時(shí)還可以在一定程度上維護(hù)企業(yè)的名聲與利潤。文章通過對(duì)110千伏變電站繼電保護(hù)的任務(wù)形式進(jìn)行科學(xué)合理的分析，并通過實(shí)際能力對(duì)現(xiàn)存的問題提出了保護(hù)措施，筆者也根據(jù)自身的經(jīng)驗(yàn)提出了一些自己的看法，希望能夠給行業(yè)發(fā)展提供一些有價(jià)值的信息，為行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展提供一定的空間。

一、繼電保護(hù)的任務(wù)分析

當(dāng)受電保護(hù)電力系統(tǒng)相關(guān)元件出現(xiàn)不良的情況時(shí)，應(yīng)該讓存在問題的元件所對(duì)應(yīng)的繼電保護(hù)裝置對(duì)相關(guān)命令進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確地控制，以此來保證能夠在故障發(fā)生的第一時(shí)間由專業(yè)技術(shù)人員對(duì)故障的發(fā)生原因進(jìn)行分析與探討，并在最短的時(shí)間內(nèi)根據(jù)實(shí)際情況給出相關(guān)的解決方案，讓損失達(dá)到最低。此外，這種及時(shí)的保護(hù)措施還可以促使電力自動(dòng)元件的自身問題最大程度的降低。

對(duì)于繼電保護(hù)而言，它還可以依靠不同的電氣設(shè)備讓其在不同環(huán)境下的不同狀態(tài)做出不同的反應(yīng)，并根據(jù)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)條件和非正常工作所存在的不同問題將預(yù)警信號(hào)在第一時(shí)間內(nèi)發(fā)出，以便于相關(guān)的工作人員能夠在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)故障并及時(shí)針對(duì)和排除，而對(duì)于一部分在同一時(shí)間沒有發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)但是仍然執(zhí)行工作的系統(tǒng)而言，則很有可能會(huì)出現(xiàn)危及電力系統(tǒng)的電氣社會(huì)，如有這些設(shè)備有不正常的情況出現(xiàn)，那么也需要技術(shù)人員在第一時(shí)間對(duì)其進(jìn)行糾正與整改。

二、110千伏變電站自動(dòng)化繼電保護(hù)中所存在的問題

（一）變壓器后備保護(hù)當(dāng)中所存在的問題

針對(duì)變壓器燒毀的不良情況，主要會(huì)出現(xiàn)以下幾種狀況。其一，絕大多數(shù)變壓器在面對(duì)瞬間性質(zhì)的沖擊電流時(shí)，它的具體承受能力和承受之后的效果會(huì)表現(xiàn)出不同的狀態(tài)，而對(duì)于長時(shí)間的大電流，它們通常是無法承受的。如果在系統(tǒng)中存在類似于短路的不良情況，并這種短路情況對(duì)變壓器的穩(wěn)定性會(huì)有很大的威脅和沖擊，最終可能會(huì)導(dǎo)致變壓器燒毀；但加入變壓器低壓側(cè)發(fā)生了較長時(shí)間的短路現(xiàn)象，那么變壓器的內(nèi)部也會(huì)出現(xiàn)不同的問題，最后也很有可能對(duì)變壓器造成一些不太好的情況。其二，對(duì)于變壓器低壓側(cè)而言，其在大部分情況下都缺乏相應(yīng)無雙重的保護(hù)措施，對(duì)于真空斷路器，它在失靈的不良情況下也會(huì)給系統(tǒng)造成不良的影響。與此同時(shí)，如果真空斷路器在分段階段無法發(fā)揮其主要的作用，那么工作人員也難以通過這個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)低壓側(cè)故障進(jìn)行排查。其三，如果故障出現(xiàn)在10千伏的出線間隔，假設(shè)配電設(shè)備質(zhì)量沒有達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，或者是說配電裝置內(nèi)部電器間隔距離沒有嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)來編排，那么也很有可能會(huì)導(dǎo)致母線部位出現(xiàn)故障。

（二）低壓側(cè)近區(qū)故障

如果短路現(xiàn)象發(fā)生在變壓器的出線近區(qū)，并且無法在第一時(shí)間查處故障的源頭以及解決故障的最佳措施，或110千伏側(cè)母線發(fā)生了短路現(xiàn)象，這些現(xiàn)象都很有可能會(huì)在整個(gè)系統(tǒng)中給變壓器帶來很多負(fù)面的影響，并很有可能最終導(dǎo)致嚴(yán)重的設(shè)備事故，為企業(yè)帶來不好的影響。

三、110千伏變電站自動(dòng)化繼電保護(hù)策略

（一）變壓器后備保護(hù)的具體措施

對(duì)于變壓器燒毀的因素，除了會(huì)出現(xiàn)壓測(cè)母線的不良情況，甚至還會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)設(shè)備靈敏度提升等各種因素，筆者結(jié)合自身的經(jīng)驗(yàn)以及當(dāng)今現(xiàn)存的故障源進(jìn)行了分析，據(jù)分析，總結(jié)了以下措施：

1.復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)

就目前而言，不管是什么類型的相關(guān)設(shè)備和相關(guān)路線在實(shí)際的運(yùn)行環(huán)節(jié)中，都需要一套完整獨(dú)立的繼電保護(hù)裝置，此外，還需要兩臺(tái)及以上的完全獨(dú)立的斷路器，以此來實(shí)現(xiàn)控制和保護(hù)的最終目的。如果其中有一套相關(guān)的裝備發(fā)生了一些類似忽然停止工作的不良現(xiàn)象，那么相應(yīng)的另一套裝備也會(huì)忽然將線路段開，這樣不僅可以以特殊的方式告知給工作人員，同時(shí)還可以防止故障愈演愈烈。

對(duì)于這種情況，如果低壓母線出現(xiàn)在變壓器的高壓一側(cè)，在符合電壓閉鎖過流中發(fā)生對(duì)低壓側(cè)的情況如果有不靈活的情況，那么可以在變壓器低壓側(cè)放置兩套過流的保護(hù)裝置，并且這兩套保護(hù)裝置不論是直流或是交流的狀態(tài)，都需要保證其處在獨(dú)立的狀態(tài)，這樣一來也可以較好的補(bǔ)足之前低壓側(cè)過流保護(hù)對(duì)相應(yīng)變壓器的合理保護(hù)。

除此之外，工作人員更需要通過低壓側(cè)先跳以及高壓側(cè)后跳的真實(shí)狀態(tài)對(duì)延長低壓側(cè)過流系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)措施，這樣就可以達(dá)到跳總出口的目的。同時(shí)，還可以聯(lián)合使用高低壓側(cè)符合電壓閉鎖，這樣可以提升高低壓的靈敏度。

2.變壓器在接地后備的保護(hù)措施

當(dāng)我們有規(guī)律性的對(duì)需要保護(hù)的系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)時(shí)，可以將相應(yīng)的延時(shí)進(jìn)行增多，同時(shí)也可以把一些原有的不需要銜接的時(shí)間空出來，這樣不僅可以把過流保護(hù)延伸到放電間隙中，同時(shí)還可以在一定程度上節(jié)省資源。而對(duì)于變壓器過電壓而言，在實(shí)際的可勘測(cè)效果中，將110千伏母線三相電壓互感器進(jìn)行科學(xué)合理的構(gòu)建予以建設(shè)是十分迫切且必要的事情。此外，還應(yīng)該要繼續(xù)的將一些必要的過流保護(hù)進(jìn)行建立和完善，以此來提升整個(gè)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中的可靠性和科學(xué)性。

3.對(duì)CT位置給予正確選擇

在普遍的情況下，就變壓器差動(dòng)CT而言，其110千伏側(cè)最佳的位置應(yīng)該是要與斷路器緊挨，并且在母線側(cè)的那一種。這種做法對(duì)于110千伏斷路器在不能發(fā)揮最大作用的時(shí)候，可以利用差動(dòng)來保護(hù)排除一定的故障，為系統(tǒng)帶來更好的處理方式。在不同的情況下，工作人員可以采取將CT裝于母線側(cè)，但是應(yīng)靠近斷路器。除此之外，在靠近變壓器的相近位置區(qū)域，可以安裝相間過流CT，這樣也可以對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的各個(gè)有關(guān)零件加以保護(hù)，對(duì)變壓器套管CT也可以優(yōu)先采用。

雖然CT的位置在很多情況下并不被重視，但是實(shí)際上在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，CT的位置變化甚至?xí)o各個(gè)不同的區(qū)域帶來不同的作用?；诖耍嚓P(guān)的工作人員在對(duì)CT位置進(jìn)行采納建議的過程中，一定要結(jié)合不同的情況以及不同電壓器在系統(tǒng)中真正的運(yùn)行狀況進(jìn)行考慮，為提供更加可靠的空間奠定一定的基礎(chǔ)。

4.避免支流電源消失

在一個(gè)完整的系統(tǒng)中，當(dāng)變壓器采用一個(gè)直流電源進(jìn)行保護(hù)時(shí)，如果低壓側(cè)故障的同時(shí)直流電源消失了，那么一定會(huì)給整個(gè)系統(tǒng)帶來非常嚴(yán)重的后果。比如說某個(gè)220千伏的變電站，其容量為150MVA的主變發(fā)生的兩次燒毀現(xiàn)象都與直流電源中斷存在直接的關(guān)系。這種現(xiàn)象之所以會(huì)發(fā)生，究其根本還是由于110千伏出現(xiàn)發(fā)成故障，進(jìn)而導(dǎo)致斷路器爆炸，這些比較大型的爆炸不論是對(duì)企業(yè)的形象而言，抑或是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行而言，都有著極大地不良影響，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)绊懙絾T工的安全。因此，對(duì)于同一個(gè)對(duì)象，一定要提供合理的兩套裝置，這樣不僅提升了安全性能，同時(shí)還能在一定程度上對(duì)各個(gè)方面負(fù)責(zé)。

（二）低壓側(cè)近區(qū)故障的具體保護(hù)措施

1.對(duì)限時(shí)電流速斷保護(hù)進(jìn)行增加

在一般情況下，當(dāng)出現(xiàn)高壓側(cè)復(fù)合電壓閉鎖過流，相對(duì)于低壓母線而言，通常會(huì)出現(xiàn)靈敏度不強(qiáng)的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象雖然在短時(shí)間內(nèi)不會(huì)給運(yùn)行的電壓造成大影響，但是久而久之，就會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)帶來安全隱患。因此，可以在低壓側(cè)增加一套過流保護(hù)裝置，以此來提高其靈敏度。這種保護(hù)措施還應(yīng)該要采取限時(shí)速斷。

除此之外，對(duì)于原來的過流保護(hù)一定要與出現(xiàn)過流進(jìn)行相應(yīng)的配合，這樣也能側(cè)面的提升相關(guān)器械的靈敏度，當(dāng)故障真正發(fā)生時(shí)，也可以為不同的裝置帶來較好的保護(hù)作用，同時(shí)還可以便于工作人員整理與檢查。

2.將母線保護(hù)裝置增設(shè)

對(duì)于低壓母線，如果其存在短路容量的大狀況，并且在變壓器自身承受能力較弱時(shí)，將母線保護(hù)裝置進(jìn)行合理的增設(shè)不僅可以在小范圍內(nèi)為企業(yè)省下一小筆成本費(fèi)用，與此同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)故障排除的最終目的，為企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展提供新的條件和思路。

3.將保護(hù)級(jí)差縮短

在所有的方式方法中，最高效的方式就是縮短保護(hù)配合時(shí)間級(jí)差。這種方式讓設(shè)備和系統(tǒng)在運(yùn)行過程中變得更加的安全，同時(shí)還可以減少故障的發(fā)生，為相關(guān)企業(yè)和相關(guān)運(yùn)行系統(tǒng)的長遠(yuǎn)發(fā)展提供可靠的說法。

四、結(jié)束語

總而言之，就目前我國大部分供電系統(tǒng)而言，供電系統(tǒng)在實(shí)際的運(yùn)行過程中，很有可能在不同且沒有規(guī)律的時(shí)間段出現(xiàn)一些其他的情況是非正常的運(yùn)行狀況，這些狀況的出現(xiàn)不僅會(huì)影響到原來的系統(tǒng)工作，甚至還有可能會(huì)給變電站的整體系統(tǒng)帶來一些嚴(yán)重的負(fù)面影響，基于此，為了能夠更好的保證供電系統(tǒng)在正常情況下的科學(xué)性和穩(wěn)定性，相關(guān)人員可在供電系統(tǒng)的運(yùn)行裝置中將一些繼電保護(hù)裝置加入到里面，以此來達(dá)到防止故障蔓延對(duì)生產(chǎn)生活帶來的不良影響。