110kV變電站的繼電保護應(yīng)用

蘇晴 王嶼蕃 孫鵬

如今隨著特高壓、智能電網(wǎng)的不斷建設(shè)，電力系統(tǒng)安全問題逐漸被暴露出來。雖然智能化變電站在逐步普及，在電力系統(tǒng)運行方面得到了更高效的運轉(zhuǎn)，但其安全問題依然存在著一些隱患，因此繼電保護的應(yīng)用必須得到重視。那么其意義究竟體現(xiàn)在哪些方面，其具體的應(yīng)用內(nèi)容有哪些，未來又會呈現(xiàn)什么樣的發(fā)展趨勢，正是本文的寫作目的所在。

一、繼電保護的意義

如今電能已成為我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢商娲那鍧嵞茉?，城市的運轉(zhuǎn)與企業(yè)生產(chǎn)也需要用到電力，電力系統(tǒng)出現(xiàn)微小的故障，都會對我們的生活、生產(chǎn)活動造成非常大的影響。隨著經(jīng)濟社會的飛速發(fā)展，人們?nèi)粘Ｉ钪袑﹄娏Φ男枨蟛粩嘣黾?，因此加大對變電站繼電保護系統(tǒng)的建設(shè)不僅是經(jīng)濟社會發(fā)展的需要，更是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的內(nèi)在需求。此外，在電力運行過程中，也經(jīng)常會出現(xiàn)一些安全問題，這與電力設(shè)備的增加不無關(guān)系，而這種安全問題如果經(jīng)常發(fā)生則會導(dǎo)致城市運轉(zhuǎn)癱瘓，對企業(yè)的生產(chǎn)效益也會造成巨大的損失，有時甚至還會危害到人們的生命安全。因此無論從哪方面來說，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行是一件非常重要的事情，而其中繼電保護的應(yīng)用則是確保其正常運行的關(guān)鍵。同時，為了滿足如今不斷增加的用電需求量，高壓輸電線路也在不斷增加，這些都會給電能的正常傳輸帶來很大的影響。而當電力系統(tǒng)出現(xiàn)異常時，繼電保護裝置的穩(wěn)定正確運行，能有效減少故障帶來的損失，并確保電力企業(yè)的經(jīng)濟效益，這也是繼電保護的意義所在。

二、設(shè)計原則

從上文中可以看到繼電保護應(yīng)用的重要性，而在實際的運用過程中卻需要注意一些事項，比如其繼電保護系統(tǒng)必須滿足變電站的具體配置要求，否則其作用便得不到有效的發(fā)揮。其應(yīng)用中所需要遵循的原則如下：

（1）在運用繼電保護之前，必須對變電站系統(tǒng)故障提前進行了解，根據(jù)其發(fā)生的特點來對繼電保護系統(tǒng)進行配置。例如目前大部分的變電站已經(jīng)實現(xiàn)了信息化，因此可以根據(jù)這一特點，來對電力系統(tǒng)中一些設(shè)備進行監(jiān)控，然后通過對搜集來的數(shù)據(jù)與信息進行分析，來判斷故障發(fā)生的具體情況，從而有針對性地進行繼電保護。

（2）在對繼電保護系統(tǒng)進行設(shè)計時，還需要提前了解變電站保護對象的電壓與重要等級，這樣才能確保其設(shè)計的合理性。通常而言，對于電壓在110kV以上的變電站，除了需要進行繼電保護以外，還需要運用到主保護以及備用保護，這樣才能充分確保變電站保護的效果。而其中通過主保護裝置可以迅速實現(xiàn)跳閘，從而減少故障區(qū)域所帶來的損壞。而正常運行的線路則借助于繼電保護與后備保護來得到實現(xiàn)。而如果繼電保護裝置發(fā)生故障時，其相鄰的部分就會進行延時跳閘，從而對故障區(qū)域進行切斷。

三、應(yīng)用分析

1.變壓器的繼電保護

對于110kVkV變電站來說，變壓器是其最核心的設(shè)備，它能將高等級的電壓進行轉(zhuǎn)換，從而形成另一等級的電壓，滿足于不同種類的用電需求。而隨著人們用電需求的不斷增大，也就無形中增加了變壓器的工作壓力，而如果其電壓超過所規(guī)定的負荷，那么就很可能會造成系統(tǒng)故障的問題出現(xiàn)，其變電站的工作也會因此難以正常運行。所以對于變壓器的保護是十分必要的，而運用繼電保護則是其中非常有效的一種保護方法。要確保繼電保護得到有效的施行，首先必須確保每一個變壓器都有著自己的接地保護系統(tǒng)。在系統(tǒng)正式運轉(zhuǎn)之前，通常繼電保護設(shè)備會設(shè)置成零序電流進行接地保護，而隨著變壓系統(tǒng)的運行，繼電保護設(shè)備就會對整個電力系統(tǒng)進行采樣，一旦判斷系統(tǒng)出現(xiàn)故障，變壓器中所流經(jīng)的電流量就會超過所規(guī)定的最大值，這時繼電保護設(shè)備在收集到這一情況時就會自動切斷電流，從而對整個系統(tǒng)形成保護，避免一些安全事故的發(fā)生。其中值得說明的是，在繼電保護設(shè)備中，通常會將電流繼電器接在變壓器的其中一段，這樣就能時刻檢測到系統(tǒng)運行中的電壓情況，而一旦其電壓超過負荷，隨之就會發(fā)出信號。

2.斷路器的繼電保護

在確保電力系統(tǒng)運行安全的過程中，斷路器所發(fā)揮的作用也非常明顯，它能在系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，及時地切開電源，從而避免電力安全事故的發(fā)生，因此對于斷路器的繼電保護也同樣非常重要。在斷路器中運用繼電保護裝置，就能通過對其內(nèi)部相關(guān)元件的保護從而確保斷路器能正常地向設(shè)備發(fā)出跳閘命令，進而在確保斷路器得到良好運行的情況下，保障整個電力系統(tǒng)的安全運轉(zhuǎn)。此外需要注意的一點是，在電力運轉(zhuǎn)的過程中，如果斷路器中的元件出現(xiàn)故障，那么借助繼電保護裝置就能繞過故障元件向最近的斷路器發(fā)出跳閘命令，這樣便能使發(fā)生故障的元件與電力系統(tǒng)相脫離，從而減少其所造成的損壞。

3.線路的繼電保護

線路故障也是整個電力系統(tǒng)中經(jīng)常會存在的一種故障，在110kV的變電站中，母線是其主要的導(dǎo)體，而在對其進行接線時，很可能會出現(xiàn)誤接的現(xiàn)象，造成母線并聯(lián)的問題發(fā)生。除此之外，如果由于用電需求量過大，那么整個電力系統(tǒng)就會呈現(xiàn)超負荷的情況，母線中經(jīng)過的電壓也會隨之增大，因此造成安全事故的幾率也會增加。而在母線上安裝了繼電保護裝置后，其保護裝置就會依據(jù)線路中的最大電流以及電壓負荷來進行專門的調(diào)整，從而確保線路運行的安全，避免負荷過大的情況發(fā)生。值得注意的是，在線路發(fā)生故障時，繼電保護設(shè)備不僅會發(fā)出警報信號，而且還可以暫時保持系統(tǒng)的運行。此外，運用單相接地的保護方法還可以對健康運行的線路電流進行控制，避免線路故障的問題發(fā)生。

4.繼電保護系統(tǒng)的調(diào)試

以上對于繼電保護的運用進行了詳細的敘述，而實際上想要確保其正常運行，確保電流負荷的正常，還必須對其系統(tǒng)進行調(diào)試。所以在電力系統(tǒng)開始運行之前，必須運用繼電保護裝置進行調(diào)試工作，對其系統(tǒng)內(nèi)的電流以及電壓等進行檢測。此外，如果電力系統(tǒng)中的一些元件出現(xiàn)了問題，比如發(fā)電機、變壓器、母線等，那么通過繼電保護系統(tǒng)就能及時發(fā)出信號，接受到信號的維修人員就能及時對出現(xiàn)故障的部位進行維修，這樣就能保障正常供電的持續(xù)性。同時如果在運行過程中電壓超過了標準值后，借助于斷路器就能對系統(tǒng)進行斷電，從而減少大的損害發(fā)生，而這些都需要經(jīng)過調(diào)試才能確保其正常的運行。

四、發(fā)展趨勢探討

如今隨著信息技術(shù)的不斷普及，大部分的變電站已經(jīng)實現(xiàn)了數(shù)字化、智能化與網(wǎng)絡(luò)化。而通過這些技術(shù)，就能對整個電力系統(tǒng)的運行進行實時的監(jiān)控與智能化的管理，而其中很大一部分數(shù)據(jù)信息還可以實現(xiàn)共享，從而促進各級變電站之間的互聯(lián)。目前對于110kV變電站的繼電保護已經(jīng)是相當成熟，其技術(shù)的應(yīng)用也逐漸穩(wěn)定，而隨著信息化的發(fā)展，一些新建的變電站已經(jīng)實現(xiàn)了數(shù)字化的保護。因此在未來，繼電保護與智能化保護相融合是其主要的發(fā)展趨勢，在實際運用中也將向安全、共享、簡易、靈活等特點靠攏，而數(shù)字化繼電保護也將得到更迅速的普及與更深層次的應(yīng)用。

五、結(jié)語

綜上所述，對110kV變電站實行繼電保護不僅是社會經(jīng)濟發(fā)展的需求，更是電力企業(yè)提升經(jīng)濟效益的需要。而如今隨著數(shù)字化變電站的建立，在繼電保護應(yīng)用過程中的效率與質(zhì)量也得到非常大的提升。相信隨著信息化技術(shù)的不斷運用，以及變電設(shè)備的不斷更新與發(fā)展，未來電力運行的持續(xù)性與安全性都將得到顯著進步。