110kV变电站继电保护的故障分析及保护设计

110kV变电站继电保护的故障分析及保护设计

张喜蔡踔石菊燕

（华能澜沧江水电股份有限公司糯扎渡水电厂云南普洱665005）

摘要：随着我国工业行业的飞速发展，其对电量的需求量逐渐增加，同时对电力体系提出了较高的要求。变电站作为电力系统的主要构成之一，关于继电保护的故障处理对电力体系的安全运行有着重要的影响。目前，关于变电站继电保护故障处理的研究较少，还需要电力专家进一步的研究。本文就针对变电站继电保护故障发生的原因及故障进行分析，同时提出相应的保护措施。通过优化变电站继电保护故障处理有效保证电力系统的安全性，进而推动社会的进步和经济发展。

关键词：变电站；继电保护；故障；保护

伴随工业的飞快发展，其对电量的需求日益增加，无论是质量还是效率，变电站作为电力体系的主要构成成分之一，关于其的继电保护已受到社会各界的密切关注和广泛重视，这是由于变电站在工作时一旦出现保护故障除了影响变电站数据传递之外，还对电力体系的正常运转有重大作用。通常情况下，为了保证变电站的安全运行，会为其安装相应的继电保护装置，其可自动检验和修复变电站故障。除此之外，还要培养具有一定维修能力的专业人员，能在发生故障时迅速处理问题，进而降低额外的损失，确保电力体系运行的稳定性和可靠性。最近几年，国内电力经营水平持续上升，各种技术特别是继电保护取得了前所未有的发展，故障发生频率减少，然而仍然存在一定的缺陷和不足。目前，关于变电站继电保护故障的研究文献还不多，还需电力专家学者的不断钻研和探索，为变电站继电保护故障提出更有效的处理措施。因此，本文笔者结合变电站继电保护故障发生的原因，将故障分为干扰故障、整定定值故障、隐藏故障、部件绝缘故障、CT饱和故障物种，并一一做出了介绍，并在此基础上分析了变电站继电保护故障处理特征，提出了一系列故障处理措施，希望通过优化变电站继电保护故障维修来保障电力系统的安全性。

1、继电保护概述

变电站运行过程中，不仅需要重视对系统的保护，使电网安全运行，还应当结合过程层网络、智能终端、设备及合并单元等新型设备，促使继电保护规范化运行得到有效提升。随着智能变电站快速发展，当前管理体系和技术管理都将受到较大影响，为了能够更好地配合智能变电站技术要求，应加强对新技术管理手段和方法的研究，并提出更加可靠的保障机制。继电保护的主要任务是当电力系统中出现异常情况或故障情况时，花费最少的时间和空间实现故障设备快速切除，或及时向值班人员发出相应信号，使故障区域能够得到快速解决，进而有效避免相邻区域供电受到影响或设备损害。

2、变电站继电保护常见故障

近年来我国电力行业的经营水平不断提升，各项技术尤其是继电保护方面得到了快速发展，故障发生率不断降低，但是在变电站继电保护工作中仍存在部分不足，根据变电站继电保护故障的成因可将其分为干扰方面的故障、定值整定故障、隐形故障、插件绝缘故障、CT饱和故障五类，以下进行简要阐述。

2.1干扰方面的故障

干扰方面的原因导致继电保护装置产生故障其中主要包括：微机系统的抗干扰能力较差，当周围存在通信设备时，变电站继电保护装置会受到通信信号的较大干扰，使得继电保护装置中的逻辑元件对外界环境产生错误的判断，而发生误动作，即继电保护装置产生故障。

2.2定值整定故障

定值整定故障主要表现在：在电力调度过程中出现调度错误或者继电保护工作人员的整定值输入错误；整定值的运算结果错误导致系统运行出现偏差；继电保护设备老化，未及时更换而导致的定值整定故障；定值整定故障大都是由于人为因素导致的，主要表现为系统运算结果出现偏差或者错误。

2.3隐形故障

根据变电站继电保护故障统计结果显示，隐形故障是导致停电事故的主要因素，并且对变电站运行的可靠性影响较大。电力企业在工作过程中要加大对隐形故障的排查力度，对容易发生跳闸元件的运行状况给予高度重视，当发现隐形故障时迅速采取处理措施，以减少对其他工作的影响。

2.4插件绝缘故障

变电站保护设备线路较为复杂，且集成度非常高，线路排列紧密，如果设备运行时间超过一定期限，由于静电的影响会使得接线焊点周围汇集大量的静电微粒，这就使得接线焊点和周围焊点之间产生导电通道，从而导致继电保护装置出现故障。

2.5CT饱和故障

CT二次系统中主要用于对各种二次侧的异常保护，当发生过电压故障时可通过保护器的动作使得二次侧短路，面板上自动显示故障部位，当故障排除后，系统可重新投入运行。当系统出现故障时将会产生瞬时快速增加的短路电流，导致CT发生饱和现象，从而使得继电保护装置无法正常工作。

3、关于变电站继电保护故障的处理措施

3.1分段处理

分段处理措施，需要对高频收发机进行全面检测后，对设备进行分段处理的方式来检测其运转情况。步骤如下：（1）当通道脱开时，连接75'Ω负荷，同时对装备的收发状态进行检测，判断出故障的精确位置。（2）在连接通道后，对通道的电平差进行精确检测，同时对电缆的工作状况进行详细了解，从而判断出故障点。（3）对有线信号传递通道进行检测，判断其有无异常。（4）在断开通道之后，针对内回炉进行短接操作，并且结合信号的收发情况对通道的接入状态进行进步了解。总而言之，故障的分段处理措施一般比较适合短期内继电保护故障处理，它能够有效的提升变电站和电力体系的稳定运转。

3.2分析处理和电位变化处理

我们知道，当继电保护发生故障时，通常会伴随着跳闸问题，并且跳闸后会完成自动重合闸。对于这类问题，检修人员根据自身常年的工作经验，在得知微机系统出现故障后，按照常理极可能会出现跳闸现象，并且间隔时间为二十一秒，重合闸的间隔时间也是二十一秒，由此可见这两者的间隔时间是一致的。同时，结合110kV的开关重合回路理论，可知这种类型的故障起因多是由于充电时间过长导致的。所以这种故障的常见处理措施可以采用电位变化处理。电位变化法是指根据二次回路上各控制点的电压和电流状态相结合得出故障位置，同时依据对开关拒分或拒和指示灯的异常情况的分析，以及保护传动方式等，综合判断开路是否有故障。

3.3检修人员判断处理

根据以往的工作经验来看，变电站的继电保护故障起因多种多样，因此，要求检修人员不仅要掌握一定的专业基础，还需要具备一定的检修经验，这样才能确保继电保护故障能够及时高效的得到处理与解决。同时，还要求检修人员对不同类型的故障的起因和处理方式都能熟练掌握，这样才能在出现类似故障时更加及时高效的对故障进行检测与维修。

4、结束语

基于以上论述，通过分析变电站继电保护故障因素如信号干扰作用、高频收发信号机质量、插件的绝缘性能、CT饱和等多个方面，在遵循继电保护故障的处理原则的基础之上，采用分析处理法、电位处理法、经验处理法、分段处理法等措施对这些继电保护故障进行相应的处理，在实际应用过程中灵活地应用这些对策，并做好对应的记录工作，制备相关文件，为以后处理类似故障做好依据，提高变电器的工作效率，增加电力系统的经济效益。

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