110kV 變電站繼電保護(hù)故障及應(yīng)對措施

高璐軒，張曉博，周小燕

（1.國網(wǎng)陜西省電力公司檢修公司，陜西 榆林 719000；2.陜西省地方電力（集團(tuán)）有限公司榆林電力分公司，陜西 榆林 719000）

0 引 言

在電力日常運(yùn)行過程中，繼電保護(hù)是維持其正常運(yùn)行的重要因素。繼電保護(hù)可在第一時間發(fā)現(xiàn)當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行過程中存在的多種故障，并及時予以處理，縮小故障范圍，降低電力損失。當(dāng)前，我國110kV變電站繼電保護(hù)仍存在較多問題，針對故障進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚砀倪M(jìn)，可大大提升電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性。因此，在日常工作過程中應(yīng)分析系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況，針對現(xiàn)階段存在的故障問題合理選擇處理方式，更為有效地提升當(dāng)前繼電保護(hù)效率。

1 110kV變電站繼電保護(hù)要求

準(zhǔn)確判定當(dāng)前元件狀態(tài)是110kV變電站繼電保護(hù)裝置的基本要求。變電站繼電保護(hù)裝置必須要具備多重選擇、切實(shí)可靠以及高靈敏性等多種特性，在故障發(fā)生時能夠立即切除故障設(shè)備及當(dāng)前線路，縮小故障范圍。在此過程中，若線路、斷路器任意部件出現(xiàn)拒動，應(yīng)立即選用故障周圍的其他裝置實(shí)施故障切除，達(dá)到降低電力損失的目的。為保證電網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)行，需要加大對繼電保護(hù)的關(guān)注力度，及時發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，從而有效提升電網(wǎng)運(yùn)行效率[1]。

2 110kV變壓站繼電保護(hù)常見故障

產(chǎn)源故障、運(yùn)行故障和隱形故障是110kV變電站繼電保護(hù)常見故障。其中，繼電保護(hù)裝置的功能與直接質(zhì)量會對產(chǎn)源故障的出現(xiàn)幾率造成直接影響，當(dāng)選用的變壓站繼電保護(hù)裝置不符合相關(guān)產(chǎn)品要求時，故障的出現(xiàn)幾率大大增加，對整體系統(tǒng)的順利運(yùn)行造成一定負(fù)面影響；運(yùn)行故障對繼電保護(hù)的影響最為嚴(yán)重，常見的有主變差動保護(hù)誤動和開關(guān)拒合等，與二次系統(tǒng)的運(yùn)行效果具有一定的關(guān)聯(lián)；隱形故障的處理難度系數(shù)最大，同時也最難以預(yù)防，會對電網(wǎng)的正常運(yùn)行造成不可預(yù)估的負(fù)面影響，在日常生活中80%的電路故障出現(xiàn)的直接原因皆是隱形故障[2]。為更好地維持變電站的正常運(yùn)行，在日常電力作業(yè)中應(yīng)將隱形故障排查視為工作重點(diǎn)內(nèi)容，及時發(fā)現(xiàn)其中存在的潛在問題，并進(jìn)行針對性處理。此外，跳閘元件運(yùn)行狀態(tài)也應(yīng)是電力工作人員關(guān)注的焦點(diǎn)，保證在隱形故障出現(xiàn)后可以第一時間發(fā)出有效解決指令，減少因電力故障造成的經(jīng)濟(jì)損失。除上述故障外，繼電器燒毀、繼電器不復(fù)位等也是日常生活中較為常見的故障，在實(shí)際工作過程中，必須充分了解當(dāng)前線路情況，精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，降低因多種故障引發(fā)電網(wǎng)癱瘓的幾率。

2.1 易遭受瞬間電流沖擊

在電網(wǎng)系統(tǒng)中，110kV變電站變壓器易遭受瞬間電流沖擊，由于變壓器自身承受沖擊電流的能力非常低，因而瞬間電流具備非常強(qiáng)的破壞性，致使繼電保護(hù)受損，甚至擊穿變壓器相關(guān)設(shè)備。例如，在變電站繼電保護(hù)正常運(yùn)行情況下，在變壓器低壓側(cè)周圍，如發(fā)生短路狀況，電流瞬間變高，在低壓四周形成一定強(qiáng)度的電流沖擊，破壞低壓側(cè)的穩(wěn)定性，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)短路的時間過長時，甚至?xí)龤ё儔浩鲀?nèi)部設(shè)備。變壓器作為變電站繼電保護(hù)中非常重要的設(shè)備，如被燒毀時則說明繼電保護(hù)存在一定的故障缺點(diǎn)，難以保障變電站的正常運(yùn)行，致使繼電保護(hù)出現(xiàn)故障，引發(fā)設(shè)備燒毀[3]。

2.2 變壓器側(cè)缺少雙重保護(hù)

由于變壓器低壓側(cè)缺少雙重保護(hù)，未采用斷路失靈的保護(hù)形式。在110kV變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)中，若變壓器中的10kV母線發(fā)生故障，可運(yùn)用主變10kV的側(cè)過保護(hù)予以解決，延長繼電保護(hù)故障處理時間[4]。通常，在10kV側(cè)的過流繼電保護(hù)出現(xiàn)拒動與失靈狀況時，無法進(jìn)行繼電保護(hù)動作。而在高壓測流時，因斷路器發(fā)生失靈無法響應(yīng)低壓側(cè)的故障，致使斷路器失去分?jǐn)嘧饔?，無法排除變壓器低壓側(cè)的故障，導(dǎo)致繼電保護(hù)一直處于故障狀態(tài)。

2.3 10kV出線間隔故障

若變電站配件裝置的內(nèi)部設(shè)備間隔較小，且未能到達(dá)規(guī)定的間隔標(biāo)準(zhǔn)時，會降低變電站配件設(shè)備的質(zhì)量。母線故障，直接關(guān)系到變電站的繼電保護(hù)，若繼電保護(hù)母線發(fā)生故障，易導(dǎo)致繼電保護(hù)出現(xiàn)整體失靈以及拒動的情況，喪失母線傳輸?shù)谋憷麠l件。

3 110kV變壓站繼電保護(hù)故障處理優(yōu)化措施

3.1 處理方法

經(jīng)常用到的處理方法如下：（1）替換法，在保護(hù)裝置元件不能正常運(yùn)行時，可運(yùn)用替換法進(jìn)行元件檢測，通常是不允許將正常應(yīng)用的元件替換成全新元件，若故障消失，判定該元件損傷，若仍然存在故障，則需要進(jìn)行其他元件的替換檢測；（2）直觀法，相較其他多種處理方式，直觀法的整體應(yīng)用更為便捷，但同時對工作人員的專業(yè)性能提出更高的要求，電力工作人員在診斷過程中必須探究分析當(dāng)前繼電裝置的實(shí)際表現(xiàn)以確定當(dāng)前線路故障的出現(xiàn)位置及其實(shí)際原因，在分析完成后，憑借自身豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)選擇針對性的處理方式，若當(dāng)前開關(guān)處于拒合或拒分狀態(tài)時，此種診斷方式最為適用；（3）短接法，有效縮小故障普及范圍是應(yīng)用短接法最為直接的目的，一般用來處理電磁所故障，該方式主要利用短線路連接繼電保護(hù)部分，進(jìn)而對該部分進(jìn)行分析，查看故障是否出現(xiàn)在當(dāng)前范圍，若確認(rèn)故障存在于此部分內(nèi)應(yīng)針對實(shí)際情況進(jìn)行診斷處理，否則應(yīng)重新更換當(dāng)前短接位置，在最短時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)故障所在位置；（4）檢修更換元件法，通常，相關(guān)管理部門對各元件的檢查、更換時間都有著明確的規(guī)定，大多數(shù)電力管理工作人員也皆是以此為依據(jù)開展日常工作，降低元件故障出現(xiàn)幾率，該方法要求工作人員具備多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，熟悉了解裝置中的各個元件，從而有效保證更換元件的效率及安全性，提升繼電裝置故障處理速度；（5）逐項替代法，首先拆分已經(jīng)并聯(lián)到一起的回路，依照規(guī)律對其實(shí)施重新放置，在放置某一線路時如發(fā)現(xiàn)故障，則基本判斷是該線路出現(xiàn)故障，后依照當(dāng)前線路整體走向進(jìn)行排查分析，更精準(zhǔn)地找到故障位置。

3.2 微機(jī)保護(hù)

當(dāng)前，微機(jī)保護(hù)、自動化已成為我國大多數(shù)110kV變電站的基本配置，可促進(jìn)電網(wǎng)運(yùn)行效率的有效提升。變電站微機(jī)保護(hù)主要包括繼電保護(hù)、遠(yuǎn)方通信和后臺保護(hù)三方面內(nèi)容。其中，微機(jī)保護(hù)指在高壓二次儀表室內(nèi)設(shè)置單片機(jī)，使其形成相對完整的保護(hù)和測控系統(tǒng)，可收集當(dāng)前電壓柜內(nèi)的電流互感器、電壓互感器的電流、電壓等多種模擬信號，并利用現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)對其實(shí)施轉(zhuǎn)化，同時可接受當(dāng)前開關(guān)量，實(shí)時掌控當(dāng)前變電站多種部件的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，第一時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)其存在的故障問題，并選取相應(yīng)的處理方式，維持變電站的順利運(yùn)行。

4 注意事項

為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對低壓電氣供配電設(shè)備的預(yù)防，在實(shí)際工作中，應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：（1）在建筑工程項目時，臨時工作棚的建設(shè)與相關(guān)生活設(shè)施等都不允許在在高壓線路與低壓線路鋪設(shè)范圍內(nèi)進(jìn)行；（2）為保證施工人員自身的安全，需嚴(yán)格限制施工架空線與路邊線的建立區(qū)域，不可與架具結(jié)構(gòu)間的邊緣位置距離過近，保證施工過程中設(shè)備的安全有效運(yùn)行，同時相關(guān)施工規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)對設(shè)備之間的距離進(jìn)行詳細(xì)規(guī)定，嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施改正；（3）在實(shí)際工作中，若架空線路的等級電壓在1kV以下，架具結(jié)構(gòu)邊緣位置和架空線路間的位置應(yīng)約束在4 m以上，方能繼續(xù)進(jìn)行施工，而當(dāng)架空線路的等級電壓高于1kV但不越過10kV時，架具結(jié)構(gòu)的邊緣部位與架空線邊線的距離要保持在6 m以上。

5 結(jié) 論

為更好地滿足劇增的用電需求，必須保障繼電保護(hù)裝置的安全運(yùn)行，針對繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)幾率較大的故障實(shí)施專業(yè)的探討分析，并提出相應(yīng)的應(yīng)對措施，保障線路輸電穩(wěn)定性，提高群眾用電質(zhì)量。