110kV变电所继电保护故障及分析

110kV变电所继电保护故障及分析

张春松

国家管网集团川气东送天然气管道有限公司，湖北武汉，430200

摘要：随着国家经济的快速发展，电网建设也随之发生了巨大的变化，变电所数目越来越多，其建设规模也逐渐增大。结合目前110kV供配电网的运行情况，由于受到多种因素的影响，导致多种异常情况的出现，在电网的运行过程中，必然会对其安全性造成一定的影响。一旦系统发生故障，或者出现异常情况，应针对故障的实际情况加强分析，并加强对切断命令的有效控制，将故障导致的大范围停电几率降到最低，从而更好地提高电网的稳定性。为此，本文主要针对110kV变电所配备的继电保护设备，论述常见的故障问题，并提出有效应对措施，以期为相关人员提供参考和借鉴。

关键词：110kV变电所；继电保护；故障分析

引言：在一般情况下，继电保护作用于电力系统当中，能够形成对故障和异常情况的有效监控。通过对故障现象的分析，传递出相关警报信号，或者在短时间之内，将故障问题及时隔离。当电网发生故障，或者出现异常操作的情况时，不仅会影响电气设备的运行安全性，在严重情况下，还有可能带来灾难性后果。所以，确保电网的安全、稳定运行显得非常重要。因此，加强对110kV变电所中的继电保护故障和保护装置配置情况的探讨具有重要的现实意义。

1.110kV变电所继电保护的常见故障分析

1.1保护力度问题

对于保护强度问题而言，主要是指对变压器的保护强度相对较弱。为了满足规范化的基本需求，通常可以采用过流保护的方式，起到消除母线故障的作用，形成对变电器大电流冲击的有效抵御，使变电所持续处于安全的运行状态。不仅如此，通过发挥过电流的保护作用，在变电所中，若中断开关出现故障问题，可以通过高压端的电压保护，实现过电流保护的目标。

1.2短路故障

在变压器的低压侧，短路故障问题的发生几率相对较高。一旦出现短路故障问题，在变电所的正常运行期间，极易形成较大的影响，而且此时的变压器，也极易遭受大电流带来的冲击。因此，需要在组织并开展检测、处理等工作时，在较短的时间之内进行，避免受到短路问题的影响，减少对变电所带来的更大危害。与此同时，由于变压器中容易发生短路故障，并对其内部结构造成损伤问题。因此，需要针对每一种改进型继电保护设备，及时做好优化和完善晚上等工作，防止短路故障问题的二次发生。

1.3互感器故障

在110kV变电所的继电保护装置中，互感器作为其中的关键部件，其主要功能在于结合电网的实际运行状况，及时做好监测工作。如果互感器当中出现故障，首先会产生二次电流畸变，在通过互感器时，此时的电流出现过大的情况，使其总体运行速度得以提高。或者，在互感器中，若存在饱和问题，从而还会对断路器的正常工作产生影响，进而对整个电网的运行状况造成严重干扰，甚至会引起变压器越级跳闸的现象。

1.4保护装置故障

在110kV变电所中，对于继电保护设备的使用，在期间扮演着非常重要的角色。但是，随着社会经济的快速发展，社会各界的实际用电量需求呈现出不断增长的趋势，导致电网的运行逐渐变得更加困难。在上述情况的影响下，随着保护设备故障问题频发，其中电源问题和环境问题比较显著，并属于造成保护装置失效的最主要原因。

2.应对110kV变电所继电保护故障的有效措施

2.1变压器保护

2.1.1接地保护

一般来说，110kV以上的中性点，均可以与系统中的电力变压器相连。在电网中，通过安装零序电流，可以起到隔离器主保护和附件元件短路的作用，在大接地系统中，对引起的短路问题，又能够起到有效的保护作用。与此同时，应注意的是，在电网中，对于零序电流的分布及其大小，均与电网中的中性点接地地点、数量等因素有着紧密的联系。

2.1.2过负荷保护

在大多数情况下，变压器中的过载波均属于三相对称的类型。所以，保护装置在运行过程中，也仅仅会使用一台电流继电器，并通过延迟的方式发挥作用，响应实际的对称过负载情况。

2.1.3差动保护

对于主变的差动，主要是通过由主变压器形成保护，实际的保护范围在于主变压器的三侧的区域。因此，在该区域内部，对于实际形成的障碍物，会随着电流的方向进而发生改变，从而使电流差流经差动继电器，进一步实现相应的动作。

2.1.4零序过流

在不直接接地的情况下，零序电流一般相对较小。当发生接地故障问题时，零序电流的数值相对较高。不仅如此，在发生短路问题的情况下，还会发生转移或跳闸等现象[1]。

2.1.5过流保护

对于过电流保护而言，一般需要作用于防止内外短路的环节，确保过流保护的有效性。不仅如此，过流保护还能够起到备用的保护作用。当过流保护被按下之后，能够产生最大过载电流配置。

2.1.6速断保护

对于快速断保护功能而言，能够在内外导线引起短路的情况下发挥作用，有效防止该类问题的发生。基于电流速断的保护，主要会通过避过系统的最大运行模式，导致变压器的低压侧发生三相短路。此时，能够将高压侧短路的电流配置之后，使其形成一种短路等值电路。

2.2 110kV输电线路保护

第一，在110kV线路配置三段之间，其距离能够保持相同，通过接地距离保护，四段定时需要按照零序的方向，进一步实施过流保护，通过三相一次重合闸，在后备保护期间，往往是按照远后备的形式来实现。

第二，光纤分流器的差动保护。即，在主保护中，通过配置一套完备的光纤分相电流差动，有效实现保护不断。在备用保护中，经常会采用备用的形式，因此能够实现对三段等间距的接地距离保护，做到三相一次重合闸。当线路处于满负荷或空载状态时，同时在保护区域内，存在有金属和非金属障碍物的情况，此时可以实现保护操作。如果在保护范围之外，出现金属或非金属失效的问题，则此时保护装置不应发生错误动作。如果在保护范围之外，对出现的障碍排除，或者采用变换处理的办法，如果属于意外导致故障电源的出现引导，甚至出现系统运行的情况，此时执行的保护动作应避免出现失误。同时，在受保护线路处于不同的工况时，如果想要实现停机，应采取整体性的措施，严谨打错跳闸口令。

第三，单相接地保护。对于单相接地保护，是指在设备处于低电流的状态时，如果属于单相接地故障，由于接地的电容电流相对较小，而且两相之间的电压属于相等的情况，那么此时可以继续使用。但是，由于在无故障的情况下，出现地电压持续上升的情况，因此无故障对地绝缘产生了两相接地短路，导致开关出现跳闸问题，进一步引发线路停电。利用单相接地零序电流，能够促进保护装置的动作，并对其实施信号引导[2]。

2.3对电容器的保护

对于快速断保护、线路保护、过流保护等，在一定程度上属于同一种保护。由于不平衡电流的作用，与设定值进行对比之后，如果不平衡电流超过设定的数值，此时对应的计时器会形成保护。如果计时器的时间超过设定值，此时会触发保护动作。当电压低于设定值时，所有断路器均处于闭合状态，与之配套的计时器将适时开启。当计时器的时间超过设定值时，将进行保护。所以，在相关电容器中，对于增加电压保护显得非常重要。如果与设定值相比，在电压高于设定值的情况下，则需要在断路器闭合时，使与之配套的计时器立刻开始工作。如果计时器超过设定值，应立刻执行保护措施。

结束语：在电力系统出现故障，以及实施异常状况监测工作时，继电保护属于较为有效的手段。若电力系统出现障碍，甚至发生非正常运动的状态，需要对110kV变电所继电保护的故障进行分析，进一步提供相应的保护配置，避免对电流设备的安全生产带来直接威胁，保障电力系统的正常、安全运营。

参考文献：

[1]谢剑琴,李从富.110KV变电所继电保护故障及分析二例[J].安徽电气工程职业技术学院学报,2022,(03):57-59.

[2]冯伟昆.110kV变电所继电保护的故障分析及保护设计[J].科学技术创新,2022,(29):8-9.