110kV變電所的繼電保護(hù)應(yīng)用

摘 要：自人類進(jìn)入“電氣時代”之后，電作為一種高效的能源倍受青睞。在近些年的表現(xiàn)尤為突出，在國內(nèi)外電力系統(tǒng)迅猛發(fā)展的同時，變電所所面臨的繼電保護(hù)應(yīng)用的問題也變得有些嚴(yán)峻，文章將就110kV變電所的繼電保護(hù)應(yīng)用作一些闡述說明。

關(guān)鍵詞：110kV；變電所；繼電保護(hù)應(yīng)用

供電系統(tǒng)在對設(shè)備或者大型的系統(tǒng)進(jìn)行電力輸出時，意外或者故障性的出現(xiàn)供電故障是不可避免的。因此，必須在供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候及時有效的斷開電力系統(tǒng)，避免二次傷害，加入繼電保護(hù)系統(tǒng)是十分有必要的。

1 繼電保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)保護(hù)任務(wù)

在正常運(yùn)轉(zhuǎn)的被保護(hù)系統(tǒng)用電單位出現(xiàn)突發(fā)性用電故障時，繼電保護(hù)系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確判斷出現(xiàn)故障的單位，而且能在極短的時間內(nèi)迅速找到并切斷本用電單位的有效供電閘門。與此同時，盡量不影響其他被保護(hù)單位，發(fā)生故障的單位做到完全隔離，這樣的繼電保護(hù)單位既要將生命財產(chǎn)的安全放在第一位，也能夠盡量減少損失。而且，繼電保護(hù)系統(tǒng)時與用電系統(tǒng)聯(lián)系在一起的，因此，減少其對供電系統(tǒng)的影響也是不得不考慮的，同時，還能夠滿足某些特定要求。

當(dāng)然，被保護(hù)的用電單位發(fā)生故障并不一定就是同一種情況，因此，繼電保護(hù)系統(tǒng)還需要判斷出不同的故障情況轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌墓收闲盘柦o工作人員或者本身的控制系統(tǒng)，以對不同的故障做出及時有效的處理。從上面所述來看，繼電保護(hù)系統(tǒng)必須具備及時準(zhǔn)確有效的特點(diǎn)。

2 繼電保護(hù)應(yīng)用之變壓器保護(hù)

2.1 接地保護(hù)

在國內(nèi)目前110kV變電所主要使用的繼電保護(hù)設(shè)備中性接地系統(tǒng)的保護(hù)機(jī)構(gòu)中，正常情況下與零序電流保護(hù)協(xié)同工作，在被保護(hù)的用電設(shè)備發(fā)生故障時，接地系統(tǒng)在將部分電流接入地下的同時，回把故障信號反饋給電閘控制系統(tǒng)或者立即跳閘。

2.2 過負(fù)荷保護(hù)

在三相供電系統(tǒng)中的繼電保護(hù)最常用的就是過負(fù)荷保護(hù)，因為三相電在大多數(shù)情況下都是兌成的，因此繼電保護(hù)裝置可以把過負(fù)荷保護(hù)器安裝在其中的一相電流上，通過確定時間的延遲來反映供電系統(tǒng)的運(yùn)行情況，這樣可以自行處理簡單的額用電故障。

2.3 過大電流保護(hù)

過大電流保護(hù)也是主要繼電保護(hù)的一種，通常情況下會將供電設(shè)備或供電線的電流值規(guī)定一個安全有效的最大數(shù)值，然后通過一定的設(shè)備對其進(jìn)行監(jiān)控，若在監(jiān)控點(diǎn)出現(xiàn)危險電流即超過規(guī)定的最大電流，將會發(fā)出危險信號通知值班人員或者自行跳閘斷電。目前，居民用電在大動率電器的用電高峰出現(xiàn)突然的大面積停電一般情況下就是過大電流保護(hù)導(dǎo)致的。

2.4 零序過流保護(hù)

城市邊緣有很多拉著電線的大型鐵塔，其實(shí)這是高壓輸電。高壓輸電時不能采用接地保護(hù)，因此零序過流保護(hù)在高壓輸電中占有主體地位，而且主要是防止高壓線出現(xiàn)意外的接地故障。靈虛過流保護(hù)是將最小電流值規(guī)定下來，在高壓線不同的點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控，發(fā)生接地故障時，進(jìn)行及時的斷電處理。

3 繼電保護(hù)應(yīng)用之線路保護(hù)

3.1 過大電流保護(hù)

我們平時使用的二相電流其中的一相的電流的幅值大于整定值時，會啟動相應(yīng)的定時器，這時的返回系數(shù)大于0.94，過大電流保護(hù)會在定時器時間大于整定時間時啟動。它不急能夠保護(hù)整條線路的安全，而且相鄰線路也可以得到有效的保護(hù)，具有一定的后備保護(hù)作用。

3.2 速斷保護(hù)

在二相電流的使用中，其中一項的電流大于整定值，這時速斷保護(hù)會立即啟動。當(dāng)返回系數(shù)大于0.94時，速斷保護(hù)或許在一些情況下帶有一定的延時。盡管速斷保護(hù)能夠保護(hù)用電設(shè)備，但是它的保護(hù)范圍有限，不能對于整條線路進(jìn)行保護(hù)，而且系統(tǒng)的運(yùn)行方式對速斷保護(hù)的影響比較大。

3.3 單相接地保護(hù)

雖然在小電流被保護(hù)用電單位中發(fā)生單相接地故障時，僅僅會有很小的接地電流，但是相間的電壓是對稱的，電流是可以繼續(xù)流通的，因此被保護(hù)用電單位短時間內(nèi)是可以繼續(xù)運(yùn)行的。在使用時可能會使對地電壓增加為原對地電壓的幾倍甚至十幾倍，因此極有可能擊穿電容引發(fā)兩相接地故障，假如出現(xiàn)此類故障，可能就會引發(fā)斷電或跳閘。

3.4 重合閘保護(hù)

當(dāng)發(fā)生的故障不確定是永久性故障時，需要進(jìn)行重合閘保護(hù)。在電線短路時，速斷保護(hù)啟動，與此同時重合閘保護(hù)也啟動，在經(jīng)過設(shè)定時間的等待之后，重合閘命令被執(zhí)行，重合閘之后進(jìn)行判定，判斷發(fā)生故障的位置還有沒有故障。如果不是永久性故障的話，重合閘之后因為電線分開了不存在短路了，因此會顯示故障已排除，如果是永久性故障，重合閘之后依然有故障存在，電閘會立即斷開。重合閘系統(tǒng)可以十分輕松的分別永久性故障和非永久性故障。

4 繼電保護(hù)應(yīng)用之電容器保護(hù)

上述幾種繼電保護(hù)類型，都是在限制或者規(guī)定一定的危險數(shù)值之后，系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的斷電保護(hù)，與之不同的是，電容器保護(hù)實(shí)在國家法定的居民用電或者工業(yè)用電的正常情況下，只要用電最大值不超過額定電壓的1.1倍，電容器保護(hù)將不會判定為故障而斷電。原因是電壓過高時，電容器的內(nèi)部游離會很大，會產(chǎn)生局部放電；當(dāng)時長期在高壓環(huán)境下工作的電容器保護(hù)無功輸出時會大大增加；長時間下去會導(dǎo)致電容器被擊穿，失去保護(hù)作用，造成更大的故障。

5 繼電保護(hù)的故障分析

5.1 電流互感飽和故障分析

對于繼電保護(hù)影響最大的因素就是電流互感器。在實(shí)際應(yīng)用中，隨著用電設(shè)備的用電量不斷增大，使得供電設(shè)備和線路負(fù)荷增大，意外情況下發(fā)生短路，這時的短路電流會很大，假如發(fā)生短路的線路位置靠近用電設(shè)備，短路電流可能瞬間會達(dá)到用電設(shè)備額定電流的100倍以上。在正常使用中，過大的電流互感器誤差會隨著一次又一次的短路電流值的增大而增大，最終會導(dǎo)致電流互感器失去效用，起不到保護(hù)作用，若是電路在此時發(fā)生故障，會造成無法估計的損失，甚至?xí)拐麄€供電系統(tǒng)癱瘓。

5.2 開關(guān)保護(hù)設(shè)備的選擇不當(dāng)

對于繼電保護(hù)設(shè)備來說，開關(guān)的額選擇也是一項很重要的工作，因為這直接關(guān)系到繼電器保護(hù)的反應(yīng)時間和準(zhǔn)確性。出于對供電成本的考慮，多數(shù)配電站的開關(guān)站都會建立在用電密集的地區(qū)，也就是說，變電所一般會建立在居民用戶的附近。因此，必須使用負(fù)荷開關(guān)在組合合適的繼電保護(hù)器作為整個供電系統(tǒng)開關(guān)站的保護(hù)設(shè)備。

5.3 輸電線的選擇不當(dāng)

就輸電線的問題發(fā)生故障，一般而言是發(fā)生在個人用戶。某些用戶使用的輸電線不能達(dá)到國家規(guī)定的安全級別，在使用大功率電器時很容易發(fā)生用電故障。還有一種情況就是，輸電線的老化問題，經(jīng)過長時間的使用，尤其是在室外使用，輸電線老化之后，遭遇雨雪天氣時，造成繼電保護(hù)器跳閘。因此，及時檢修線路，更換破損的供電線路是十分有必要的。

6 結(jié)束語

文章對110kV變電所的繼電保護(hù)應(yīng)用做了一定的闡述說明，聯(lián)系實(shí)際生活中供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)方法及技術(shù)，分析各種繼電保護(hù)器的工作原理和使用的工作環(huán)境。現(xiàn)階段，國內(nèi)的110kV供電所的繼電保護(hù)應(yīng)用已經(jīng)比較成熟，既能保障人民群眾的用電安全，也能最大程度上供應(yīng)用電。在繼電保護(hù)器未來的發(fā)展問題上，隨著信息化智能化的進(jìn)程，越來越高效的繼電保護(hù)器會出現(xiàn)，更能夠滿足110kV變電所繼電保護(hù)的應(yīng)用。

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作者簡介：聞成漢（1988，7-），男，黑龍江大慶人，工作單位：大慶油田有限責(zé)任公司電力集團(tuán)供電公司中心試驗所繼電保護(hù)室，職務(wù)：技術(shù)助理，研究方向：繼電保護(hù)。