110kV變電站繼電保護(hù)故障及改進(jìn)措施研究

徐曼

國網(wǎng)江蘇省電力有限公司昆山市供電分公司 江蘇 昆山 215300

引言

當(dāng)前階段，隨著電力系統(tǒng)的進(jìn)一步迅猛發(fā)展，110kV的變電站繼電保護(hù)已經(jīng)受到了社會(huì)的廣泛關(guān)注，但是由于其經(jīng)常會(huì)發(fā)生各種各樣的故障問題，所以，必須要針對(duì)具體故障，采取具體的改進(jìn)措施。在現(xiàn)實(shí)中，對(duì)于繼電保護(hù)工作而言，其具備較強(qiáng)的技術(shù)性，所以，相關(guān)技術(shù)人員在具體工作的過程中，必須要心思縝密，且具備較強(qiáng)的分析和處理能力，這樣才能根本性解決現(xiàn)實(shí)故障，還要深入了解具體故障發(fā)生的內(nèi)因，采取有效的改進(jìn)措施，最大化降低故障的發(fā)生概率，保證電力系統(tǒng)的安全可靠持續(xù)運(yùn)行。

1 110kV變電站繼電保護(hù)的重要性

在整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，我們最不可忽視的兩個(gè)重要指標(biāo)，就是安全性和穩(wěn)定性，而且在現(xiàn)實(shí)中，只有保證達(dá)成這兩項(xiàng)指標(biāo)，才能實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行，進(jìn)而保證人們的日常生產(chǎn)生活。其中，對(duì)于110kV變電站而言，在具體運(yùn)行過程中，如果出現(xiàn)任何問題，那么相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置，就會(huì)在第一時(shí)間進(jìn)行感應(yīng)和察覺，并且立即發(fā)出警報(bào)響應(yīng)，這樣相關(guān)技術(shù)維修人員在得到相應(yīng)的警報(bào)信息之后，就會(huì)第一時(shí)間趕往現(xiàn)場(chǎng)，找尋具體故障和問題，并采取針對(duì)性的解決方法，進(jìn)行解決。只有如此，整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，才能得到時(shí)時(shí)刻刻的保障，進(jìn)而促進(jìn)整個(gè)社會(huì)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

2 110kV變電站繼電保護(hù)故障

2.1 短路故障

對(duì)于110kV變電站而言，我們經(jīng)常會(huì)遇到這樣一個(gè)問題，就是在變壓器的低壓一側(cè)，會(huì)頻繁發(fā)生一些短路故障問題。在現(xiàn)實(shí)中，若變電站處于日常運(yùn)行過程中，發(fā)生了相應(yīng)的短路故障，那么整個(gè)變電站的正常工作，都會(huì)受到很大程度的影響，若是非常嚴(yán)重的情況下，還會(huì)給變壓器帶來非常嚴(yán)重的電流沖擊問題，導(dǎo)致變壓器本身受到嚴(yán)重?fù)p壞，更有甚者會(huì)出現(xiàn)無法工作的情況。而且變電站在具體運(yùn)行時(shí)，工作人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的這一問題存在其中，但是并沒有在意，也沒有第一時(shí)間采取有效的應(yīng)對(duì)措施，那么當(dāng)下的短路故障帶來的破壞會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)，導(dǎo)致整個(gè)變壓器被嚴(yán)重?zé)龤?，這樣的后果不堪設(shè)想，會(huì)帶來非常大的經(jīng)濟(jì)損失，人們的日常生產(chǎn)生活也會(huì)受到直接影響。與此同時(shí)，根據(jù)大量的實(shí)踐我們可以發(fā)現(xiàn)一點(diǎn)，就是對(duì)于短路故障而言，其主要的影響范圍非常廣，不僅僅局限于對(duì)變壓器的影響上，嚴(yán)重情況下，還會(huì)直接威脅到其他設(shè)備的正常運(yùn)行，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)電力系統(tǒng)出現(xiàn)癱瘓的情況。所以，這一故障問題極為嚴(yán)重，若不及時(shí)采取有效的改進(jìn)措施，就會(huì)造成嚴(yán)重后果。

2.2 保護(hù)裝置故障

110kV變電站在具體運(yùn)行過程中，最為重要也是占據(jù)最關(guān)鍵地位的就是繼電保護(hù)系統(tǒng)，其最大的作用和工作，就是可以為整個(gè)變電站的高效穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航，與此同時(shí)，這一系統(tǒng)本身還能有效保障供電的實(shí)際質(zhì)量，提高供電性能。但是，由于時(shí)代在發(fā)展，社會(huì)在不斷進(jìn)步，相應(yīng)的人們對(duì)于電網(wǎng)系統(tǒng)的保護(hù)要求，也在呈現(xiàn)迅猛增長之勢(shì)，在此種背景下，繼電保護(hù)裝置本身在運(yùn)行過程中，又會(huì)出現(xiàn)一些問題和故障，這就帶來了非常不好的影響。在這一裝置出現(xiàn)故障的過程中，就會(huì)喪失對(duì)于電力輸送的保護(hù)功效，這就導(dǎo)致電力系統(tǒng)原本的良好穩(wěn)定運(yùn)行，嚴(yán)重受到影響，在嚴(yán)重情況下，整個(gè)電力系統(tǒng)還會(huì)出現(xiàn)癱瘓的情況，直接影響到人們的用電質(zhì)量和效果，亟須改進(jìn)。對(duì)于繼電保護(hù)裝置而言，主要存在的問題有以下三個(gè)：第一個(gè)故障問題，就是干擾和絕緣，也就是說，干擾和絕緣是導(dǎo)致裝置本身發(fā)生故障的罪魁禍?zhǔn)?。根本原因就在于，在裝置內(nèi)部，存在很多的邏輯元件，那么這些元件會(huì)受到一些設(shè)備或者是一些保護(hù)系統(tǒng)的影響，導(dǎo)致出現(xiàn)運(yùn)行錯(cuò)誤的情況，最終影響到整體繼電保護(hù)工作；第二個(gè)問題，就是電源問題，這就是電源本身出現(xiàn)了故障和問題，可以說這一故障問題是最為核心的問題；第三個(gè)問題，就是受到外界環(huán)境的影響，導(dǎo)致在插件或者是接線位置，積攢了大量的灰塵，最終形成了自己的導(dǎo)電通道，影響整體裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.3 互感器故障

在變電站中，互感器也是非常重要的內(nèi)容。其不僅僅可以讓高壓和低壓實(shí)現(xiàn)自由轉(zhuǎn)換，還能確保大小電流的互相轉(zhuǎn)換。此外，互感器還有另外一個(gè)重要功效，就是可以隔離相應(yīng)的高電壓系統(tǒng)，這樣，整個(gè)變電站內(nèi)部的所有工作人員以及相關(guān)設(shè)備的安全性就可以得到有效保障，而且通過互感器的應(yīng)用，還可以實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。但是，我們也不得不承認(rèn)一點(diǎn)，互感器經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些故障問題。其中，最為首要的故障問題，就是電流失真，該故障根本原因，就是在整個(gè)電流互感器內(nèi)部，出現(xiàn)了過大電流的情況，這樣，整體電力運(yùn)行的速度，就會(huì)隨之不斷升高；其次，就是在整個(gè)互感器持續(xù)運(yùn)行的過程中，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)嚴(yán)重的飽和問題，而發(fā)生該問題之后，會(huì)導(dǎo)致其本身的特性發(fā)生嚴(yán)重轉(zhuǎn)變，進(jìn)而出現(xiàn)輸出結(jié)果為零的現(xiàn)象，相應(yīng)的斷路器也會(huì)受到一定的影響，進(jìn)而維持在一種低電平狀態(tài)，現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用會(huì)受到很大程度的影響。而且在整個(gè)變電站運(yùn)行過程中，互感器出現(xiàn)故障可以說會(huì)帶來非常嚴(yán)重的影響，電力系統(tǒng)整體可靠運(yùn)行會(huì)瞬間瓦解，相應(yīng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)原本的功能和功效也無法發(fā)揮出來，若在發(fā)生問題的第一時(shí)間，沒有及時(shí)采取有效應(yīng)對(duì)措施，那么相應(yīng)的變壓器還會(huì)在持續(xù)影響下，發(fā)生跳閘問題。

2.4 繼電保護(hù)力度發(fā)生故障

對(duì)于保護(hù)力度故障而言，其實(shí)就是在110kV變電站的內(nèi)部，出現(xiàn)了變電器保護(hù)力度無法滿足要求的情況，若在現(xiàn)實(shí)中，無法達(dá)到相應(yīng)需求和標(biāo)準(zhǔn)，那么一般都會(huì)采取過流保護(hù)的方式，進(jìn)行延時(shí)切除，但是此種保護(hù)的方式，一般都是在具體一側(cè)進(jìn)行[1]。此種方式最大的優(yōu)勢(shì)和好處，就是可以對(duì)母線之中的一些故障，進(jìn)行徹底的清除，而且在變壓器運(yùn)行過程中，面對(duì)較大的電流沖擊時(shí)，也可以實(shí)現(xiàn)全面抵抗，在這樣的基礎(chǔ)之上，整個(gè)變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行才能得到保證。但是由于在變壓器的內(nèi)部，本身就存在相應(yīng)的過流保護(hù)裝置，所以，在運(yùn)行的過程中，極有可能會(huì)受到各種各樣因素的影響，導(dǎo)致出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，在嚴(yán)重情況下，還會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的失靈問題。在現(xiàn)實(shí)中發(fā)生此種情況，就可以利用高壓側(cè)的電壓，進(jìn)行保護(hù)。

3 110kV變電站繼電保護(hù)中故障的改進(jìn)措施

3.1 直觀法

在具體改進(jìn)故障的過程中，大部分情況下，都會(huì)采取直觀法，所謂的直觀法，就是直接測(cè)試一些存在的故障問題，一般應(yīng)用的情況有以下幾種：首先，若故障本身不能將電子儀器運(yùn)用進(jìn)來，進(jìn)行一系列的檢測(cè)，此時(shí)就要利用該方法；其次，就是在插件本身出現(xiàn)故障問題的過程中，當(dāng)下的備用產(chǎn)品不足，無法進(jìn)行更換，那么就要采用直觀法。而且對(duì)于直觀法而言，其可以最大限度地改進(jìn)開關(guān)柜的拒分和拒合故障，舉例來講，在整個(gè)電力回路中，如果發(fā)現(xiàn)了繼電器本身出現(xiàn)了發(fā)黃的情況，又或者是嗅到燒焦味道，那么就極有可能內(nèi)部元件出現(xiàn)了問題，這樣就可以第一時(shí)間進(jìn)行更換，保證變電站穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2 電路依次拆除法

對(duì)于該改進(jìn)措施而言，主要就是將整個(gè)電路全面拆除，進(jìn)而對(duì)繼電保護(hù)是否存在故障進(jìn)行有效排除。首先，在拆除的過程中，必須要嚴(yán)格遵循相應(yīng)的順序，逐項(xiàng)解開并聯(lián)的二次回路，這樣就可以明晰地找到具體故障原因；其次，就是將從小分路入手的方法，對(duì)故障進(jìn)行查找，一般都會(huì)將該方法應(yīng)用到直流接地故障之中，以負(fù)荷重要性為基礎(chǔ)，直接斷開直流負(fù)荷回路，這樣就能更直觀地看到具體故障問題。在具體的回路中，如果將某一處的回路直接切除之后，發(fā)現(xiàn)故障已經(jīng)完全消失，那么代表故障癥結(jié)就在此處，確定具體故障之后，就可以采取有效維修措施，若發(fā)現(xiàn)無法維修，那么及時(shí)更換即可。

3.3 短接法

在對(duì)110kV變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)部的故障問題進(jìn)行解決的過程中，最為首要也是最重要的一項(xiàng)工作，就是全面的明確整個(gè)故障的范圍。在實(shí)際操作過程中，要將短接法利用進(jìn)來，對(duì)整個(gè)故障范圍進(jìn)行判定[2]。而且在現(xiàn)實(shí)中，要在短接之后，實(shí)時(shí)觀察具體的機(jī)電系統(tǒng)工作情況，隨后再詳細(xì)確定故障區(qū)間，在此之后，采用循環(huán)往復(fù)的方式，來縮小故障范圍。在現(xiàn)實(shí)中，我們都了解到110kV變電站不同于其他的變電站，內(nèi)部含有較多的電氣設(shè)備，且錯(cuò)綜復(fù)雜遍布其中，實(shí)際的種類也非常多，那么采取短接法，可以有效判定具體設(shè)備是否出現(xiàn)了故障和問題，進(jìn)而對(duì)整個(gè)繼電保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)部的故障范圍進(jìn)行鎖定和縮小。但是該方法在具體運(yùn)用的過程中也存在一定的局限性，也就是說，只能在一些電磁鎖故障或者是回路開路的檢測(cè)中，進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用，在未來發(fā)展過程中，該方法仍然有待進(jìn)一步改進(jìn)。

3.4 電壓法

對(duì)于電壓法而言，其重要就是直接測(cè)量電器元件兩端的電壓，進(jìn)而對(duì)當(dāng)下電器元件本身的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行實(shí)時(shí)判定，進(jìn)一步了解到其是否出現(xiàn)相應(yīng)的故障或者是問題。該方法在應(yīng)用過程中，主要的決定性設(shè)備就是電壓表，其可以有效測(cè)量電器元件本身的電壓情況。在具體測(cè)量過程中，必須要嚴(yán)格遵循由上到下的測(cè)量順序，進(jìn)而逐步朝著用電設(shè)備方向進(jìn)展。在該階段，相關(guān)工作人員還要特別注意，需要詳細(xì)記錄每一次測(cè)量的數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行核對(duì)，判定實(shí)際測(cè)量與具體的額定電壓值是否相符，這樣就可以判斷是否出現(xiàn)故障和問題。若在具體測(cè)量的過程中，發(fā)現(xiàn)最終呈現(xiàn)數(shù)值與具體標(biāo)注并不符合，那么就代表存在一定的故障，又或者是相關(guān)電器元件本身出現(xiàn)了故障問題，就要第一時(shí)間進(jìn)行更換或者是修理。在這樣的改進(jìn)之后，整體的變電站繼電保護(hù)運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性就會(huì)大幅度提升上來，相應(yīng)的人們生產(chǎn)生活供電，也可以更加穩(wěn)定和可靠。

3.5 變壓器故障改進(jìn)措施

對(duì)于110kV變電站而言，變壓器故障是最常見的故障，通常情況下，該故障主要表現(xiàn)的類型有兩種，一種就是內(nèi)部故障，另一種就是外部故障。對(duì)于前者而言，主要產(chǎn)生的故障類型有匝間短路等故障；對(duì)于后者而言，大部分都是引線短路等故障。不論是任何一種故障，都會(huì)對(duì)整個(gè)變電站造成嚴(yán)重的危害和影響，所以，必須要采取有效的改進(jìn)措施。具體如下[3]：首先，就是復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)；其次，就是零序保護(hù)，該措施的最大作用，就是確保變壓器在受到大電流影響時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)的接地短路問題得到有效避免；再次，就是過負(fù)荷保護(hù)措施，對(duì)于該措施而言，其主要功效就是避免變壓器本身的負(fù)荷過大，最終不堪重負(fù)；最后，就是差動(dòng)保護(hù)措施，該措施主要就是避免變壓器本身的引出線和繞組之間出現(xiàn)短路問題，而且保護(hù)的范圍非常廣。通過以上一系列改進(jìn)措施的實(shí)施，可以讓110kV變電站繼電保護(hù)裝置的功效實(shí)現(xiàn)最大化，盡可能的避免發(fā)生故障，提高整體電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

4 結(jié)束語

總而言之，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們?cè)陔娏?yīng)用方面不斷增加，相應(yīng)的對(duì)電力需求也就越來越大，對(duì)電力供給的穩(wěn)定性和可靠性要求也越來越高。那么在這樣的背景下，我們必須要認(rèn)識(shí)到110kV變電站繼電保護(hù)在整個(gè)電力系統(tǒng)中的重要性，其不僅僅可以為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航，還是社會(huì)和諧穩(wěn)定發(fā)展的重要決策因素。但是在現(xiàn)實(shí)中，我們又必須認(rèn)識(shí)到一點(diǎn)，就是變電站的繼電保護(hù)難免會(huì)受到這樣或者那樣的因素，導(dǎo)致出現(xiàn)故障問題，進(jìn)而影響其功效的發(fā)揮，所以，必須要針對(duì)現(xiàn)實(shí)的中具體故障問題，采取必要的改進(jìn)措施。本文不僅僅提出了直觀法、電路依次拆除法改進(jìn)措施，還提出了短接法和電壓法改進(jìn)措施，不僅如此，還針對(duì)變壓器的故障，提出了針對(duì)性的改進(jìn)措施，通過這些改進(jìn)措施的聯(lián)合有效運(yùn)用，可以最大化的保證110kV變電站繼電保護(hù)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，當(dāng)然在未來還要進(jìn)行持續(xù)創(chuàng)新，才能最大化保證電力運(yùn)輸?shù)陌踩院涂煽啃?，最終促進(jìn)社會(huì)的健康和諧穩(wěn)定發(fā)展。