110kV变电站继电保护故障分析及处理方法探讨

110kV变电站继电保护故障分析及处理方法探讨

仪素芳

新疆天山钢铁巴州有限公司

摘要：随着我国经济的发展和社会的不断进步，电力的需求量在不断增长。我国在经济发展的同时，也在积极兴建110kV变电站，以提高供电质量。但在现实生活中，变电站在为用户供电的同时，也存在着断电等问题。为了保证电力系统和变电站的正常工作，必须采取适当的措施来保护变电站继电器的运行。本文对继电保护的工作原理和机制作了简单描述，然后对110kV变电站的常见故障进行了分析，并给出了相应的预防措施。

关键词：110kV变电站；继电保护；故障分析；处理方法

1. 继电保护的构成及原理

近年来，随着人们对继电器的作用越来越重视，各种原理、功能各异的继电器设备应运而生。目前应用最广泛的有欠压保护、过载保护、距离保护、短路保护和故障保护。最典型的保护性继电器包括三大部件：（i）感应部件、（ii）逻辑部件以及（iii）输出切换部件。感应部件从继电器设备中测量电子部件的基本信息，并将其与所获取的数据进行对比，以决定是否要启动继电器保护变电站。

2.110kV变电站继电保护的要求

继电保护的主要作用是当出现故障时，使受保护的器件与电网相分离，从而达到最大程度的保护，从而避免对网络的进一步损害。110kV变电所对继电保护的要求当然更高，尤其要求需对被保护的变电所的工作状态进行实时的评价，并对各个部分的工作和负载进行精确的检验。这些都需要通过逻辑单元来精确地分析，从而为执行装置的特定操作做出决策。要想正确地完成这些工作，就必须迅速、准确、可靠地进行操作，并且避免在出现故障时引发一系列的错误，从而产生严重的后果。只有这样才能在一定的时间内对被保护的单元进行分割，可以有效地避免问题的进一步恶化。

3.110kV变电站继电保护的故障分析

我国的继电保护系统在变电站的正常工作中起到了很好的保护作用，但是在使用中存在着一定的安全隐患。变电站继电保护存在两大问题：一是110kV继电保护设备的故障，二是变压器自身的故障。

3.1 110kV继电保护装置问题

通过对110kV线路的调研，发现110kV线路的故障主要有：①运行问题②潜在故障

3.1.1运行问题

这种故障所造成的影响很严重，它们会有各种不同的表现形式，比如不能关掉断路器。这类故障说明了继电器存在很大的问题，继电器丧失了它的正常功能。如果不能及时解决问题，就会危及员工的生命安全。另外，变压器线圈间的短路也是一种常见的故障。线圈间的短路一般是由于线圈的绝缘问题或其他问题引起的。在发生短路时，电网的局部电流会迅速增加，使线路性能急剧下降，从而使受到影响的电源部件受到损伤，使其不能正常运行甚至烧毁，所以必须采取相应的预防措施。当然，也存在着一些影响到继电器的保护作用的问题，如指示不良、接触不良等，相关人员应对此加以重视。

3.1.2潜在故障

由于很多故障都是隐形的，所以变电所的设备损坏不能经常被检测到。但是，问题一旦发生，就有可能导致重大的意外。为降低故障所带来的损失，必须加强对继电器的检测与维修，使工作人员能及时发现并正确地解决故障。这就要求测量单元能够精准探测到信息，并对数据信息及时进行综合推断。

3.2变压器自身问题

3.2.1电流互感饱和故障

电流互感器饱和是保护电网中继电器的关键因素，一旦其发生故障，就会对电网产生非常严重的影响。当配电网设备端负载增大，造成配电网短路时，其短路电流会非常大。当在接近于终端装置的供电区域出现短路时，其短路电流会超过100倍于变压器的简单额定电流。电流互感器越大，在正常的短路中，其电感就越强，当电流倍数增大时，这种情况也会随之增大。但若长时间地发生短路，则会极大地降低电流保护线路的灵敏度，从而影响到上述动作的执行。当配电网的过流保护被拒绝时，配电间的输入保护就会启动，从而使整个配电网停电。

3.2.2开关保护设备的选择不当

开关设备的保护是整个电网安全运行的关键环节，因此，在选用开关设备的安全时，一定要重视。如今，大部分开关设备都是应用在高负载密度区域内，即“配电设备-开关设备-变压器”的供电和输送方式。当配电设备不具备自动继电保护时，应推广采用断路器和适当的继电器系统。

4.110kV变电站继电保护故障的应对措施

4.1 110kV变电站继电保护故障的处理方法

4.1.1新老元件及时更换

材料因其自身的疲劳问题，不能长时间的使用，而且其内部的构造机理也会随着时间的推移而发生老化。变电站中的继电器在长时间的高负荷、持续的工作中，设备的老化问题成为一个十分突出的问题，它会导致电气设备的工作性能急剧降低，甚至不能正常使用。尤其是某些绝缘零件，因疲劳而老化，若不及时进行替换，将会产生较大的电流泄漏，从而使变电站发生局部短路或发生重大事故。所以，对老元件进行及时的替换是一种行之有效的方法。

4.1.2加强巡视善于发现问题

当变电站设备出现报警，线路跳闸等情况时，应加强设备及线路的检查。在无法识别特定故障或无法判断变电所出现问题的情况下，员工可以通过感知来观察继电器的表面颜色和使用点的气味，查看元件的损坏或烧坏程度，以及其他警报或跳闸的原因。运用此方法，并与当班人员的经验相结合，一般能找出故障的大概部位。

4.2完善继电保护设计方案

4.2.1满足对变压器的保护标准

在110kV变电站直接接地装置及变压器接地保护装置的使用中，一般装置在进行常规保护时，也会在主变压器保护装置间选取一定的零序电流。出现短路问题或单向接地问题时，零序电流的实际分布和尺寸取决于所选电网中的某些邻近元素，零序电流的大小和分布对变压器的接地状态有很大的影响。在保证电流负荷的前提下，变压器应受到保护。变压器纵向差动保护是一种典型的逆向隐蔽保护，其故障维修一般由测量电压和接地来完成，而电力保护的主体是套管和管路，在进行差动计算时，变压器必须在一定的时间内完成对数据的分析和处理。通过对变压器内部的气体进行测量，可以解决线路协调问题。

4.2.2对电容器进行保护

电容器可以通过对称保护和差动保护相结合的方式进行保护，这可以通过保持瞬时电流继电器来实现。如果电容器的电压超过10kV，则需要分别安装新的熔断器。保险丝的额定功率一般是根据若干电容器的额定电流和额定电压来决定的，这取决于实际的性能和运行状况，从而可以有效地避免由于意外状况引起的电容槽爆裂。

结束语

在110kV变电站中，继电保护是保证其安全可靠的一项关键技术。所以，当变电站内的继电保护装置发生故障时，必须立即组织专门的技术人员进行处理，以保证变电站安全可靠的运行。

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