摘要：变电站系统作为电网正常运行的重要组成部分，其继电保护系统的安全稳定运行及对故障的排除应对，成为当前变电站继电保护系统有效运行的关键。本研究结合110kV变电站继电保护设备的故障原因、工作原理和应对故障的措施进行分析，为相关工作者提供一定的理论参考。
关键词：110kV变电站；继电保护；故障；应对措施
0引言
在当今世界发展飞速加快的进程中，电能的供应占据着重要地位，甚至可以说电力是经济腾飞的源动力。尤其是近年来整个世界所倡导的“保护环境”的主题下，清洁电能的应用也更加广泛。但是，电能想要安全的使用，就要保证电力元件的正常使用，而几乎所有的电力元件都不能没有继电保护措施。由此可见，继电保护装置对于电路的正常运行是多么的重要。可以把变电站看作是一个大型的电力元件，因为它在整个电力系统中起着非常重要的作用，所以变电站的继电保护也就占据着举足轻重的地位。不仅是因为它影响变电站的安全稳定运行，更是因为关系到整个电网的可靠运行。变电站的继电保护装置直接影响电网的安全可靠运行。因此对其原理以及故障分析展开研究显得非常重要，提出具体的应对措施势在必行。
1 110kV变电站简介及其继电保护系统的工作原理与组成
110kV变电站主要由以下几部分组成：主变压器、110kV设备区、35kV设备区、10kV高要室、主控楼等，主要工作特点如图1所示。
图1继电保护工作原理及工作特点
继电保护系统的主要作用是判断被保护的设备或者零件是否能够正常运行，并对故障存在的区域是内部还是外部进行判断。为了保证继电器可以平稳运行，并且实现继电保护系统的这一功能，还需要其高度的灵敏性、稳定性、选择性与灵活性加持。继电保护系统总共由四个部分组成，分别是：输入环节、测量环节、逻辑环节以及执行与输出环节。并且由于分类方式各不相同，可以将其划分为各种类型。目前常见分类方式有四种，例如，依据其保护对象的区别，可以分为输电线保护和主设备保护两类；依据继电保护装置和被处理的信号量，可以分为模拟式保护和数字式保护两种类型；依据功能的区别，可以分为短路故障保护和异常运行保护两种；依据相关原理的区别可以分为过电流、过电压、低电压、差动、距离、功率、高频保护等七种。
2 110kV变电站继电保护的要求及故障分析
2.1 110kV变电站继电保护的具体要求
继电保护的主要作用是一旦发生故障要立即动作切断被保护元件与电网的联系，最大化的保护元件勿受电网故障的进一步影响。当然，110kV变电站继电保护有其具体的要求，尤其是必须能够完成对实时判断受保护变电站单元的运转情况，准确的测试其元件运行装填，然后经逻辑单元精确的分析做出判断交给执行单元进行具体的动作。那么，要想准确无误的完成这些动作就必须具有快速、准确、可靠的属性，这样才不至于在故障发生时造成故障串联造成严重的后果。这样及时将被保护元件与电网断开就形成了切除效应，可以有效的避免问题的进一步恶化。
2.2 110kV变电站继电保护的故障分析
110kV变电站继电保护具有重要的作用，其发生故障不能正常工作通常会造成严重的后果，因此应该对故障进行分析，以便于更好的进行故障的预防和维修。一般而言，110kV变电站继电保护的故障分为装置本身的故障和短路故障。由于装置是它的核心部分，因此装置一旦故障，就会造成许多问题。造成装置故障较为常见的因素大致有以下几种：
（1）周围环境。变电站的运行环境非常复杂，周围电磁场的相互影响，在长期的工作过程中势必会产生一些问题。加上变电站长期运行过程中强电场的运转造成对灰尘之类的杂物清扫不及时，这样时间长了就会形成一定的堆积，尤其是一些易导电物质会影响到相关电力元件的绝缘性能，进而会造成更加严重的安全隐患。
（2）隐形故障。在变电站装置的故障当中，隐形故障通常不易被发现。但是一旦发生就会造成严重的事故。为了减少造成的故障损失，应当加强设备的巡视和做好各种继电保护设备的实验及检修，及时的发现这些隐形故障并且做出合理的处置。这就需要测量元件能够很好地发现一些信息，并且逻辑判断元件应该具有更强的综合和推断信息的能力。
（3）主变差动保护故障。这种故障也比较常见，例如有一个110kV的变电站，其基本参数如下：主变容量为2万kVA；电压等级有三种，分别是110kV、35kV以及10kV。其中三种电压等级的接线方法各不相同，35kV的电压采用单母线的方法，10kV的电压为单母线分段带旁路。现要求增加一台1万kVA的主变压器，在设备调试阶段可以正常工作。进行110kV测开关测验时实行24h的空载没有问题发生，然而在进行35kV测开关测验时，主变差动保护启动了。经过探讨研究，虽然其保护领域内无状况发生，但是还是开启了主变差动保护，这种情况充分说明主变差动保护故障是接错了CT的极性造成的，后续的测验充分证明了这一结论。
3 110kV变电站继电保护故障的处理方法
3.1新老元件及时更换
材料不可能长久不衰的使用，这是因为材料存在疲劳问题，长时间的工作会造成其内部结构机理的老化问题。同样的，对于变电站的继电保护元件也是一样的，长时间高负荷不停的运转，电力元件的老化问题会非常显著，这种现象会导致电力元件的工作性能急剧下降，甚至无法完成其正常的功能。久而久之就会造成故障。尤其是一些具有绝缘作用的元件，其出现疲劳老化现象如果不及时更换将造成严重的漏电现象，从而造成变电站内局部短路甚至会造成重大事故。因此，及时的更换老旧元件是一种有效的应对方法。
3.2加强巡视善于发现问题
当变电站后台机出现报警或线路跳闸等现象时，要加强对设备和线路的巡视。当无法确定具体的故障，也无法运用相关仪器进行检测的时候，要确定变电站出现了什么问题时，就要通过值班人员的感官去观察继电保护元件表面的颜色变化和闻现场的气味变化，是否有元件断线或烧坏等原因造成后台报警或跳闸。通过这种方法结合值班人员的经验一般能够大致确定故障发生的部位。
3.3主变差动保护故障解决策略
将设备重新连接并启动运行，发现35kV侧负荷功率达到620kW以上时，保护装置的警报装置就会立刻启动。如果将设定值改为0.2A，保护装置的警报系统启动会延迟5s，这说明线路流过了超出临界值的不平衡线路，但是这种问题却无法在检查时发现。基于此原因，我们通过计算来研究，首先显示35kV侧的Kpm为1.39，35kV侧的CT变比应为200/5，但是却被错误地认为是400/5，将其改正后再进行调试，工作无问题出现。这是由于在使用不同生产线出产的开关时没有将其进行匹配，所以在以后的接线操作中切记要注意核查各个设备的参数值和保护限定值，以避免匹配不准确等情况的出现。
4结束语
110kV变电站的继电保护系统是保证供电系统平稳高效工作的重要设备。所以相关技术管理工作人员在日常工作中一定要切实注意继电保护系统普遍发生的三种故障，尤其是运行故障更是排查的重点。现如今，我国对电力的需求量随着人们生活质量不断的提高大幅度增加，而且城市地区以及工业集中区增加的尤为明显，这对于电力供应行业来说，是机遇也是挑战。这就更加要求在日常工作中，技术管理人员需要熟练运用经验、定位、分段等问题解决方法，对开关拒合故障、主变差动保护故障、低压侧进区故障等常见运行故障进行排查解决，切实处理继电保护系统的各项问题。为110kV变电站稳定、安全的供电工作提供良好保障，确保电力系统稳定顺利的运行，促进电力行业稳健的发展。
参考文献：
[1]庄磊.略论110kV变电站继电保护故障及改进对策[J].山东工业技术，2015（19）：131.
[2]阿不都加帕尔•阿布都热西提.110kV变电站继电保护故障分析及处理方法探讨[J].冶金丛刊，2017（6）：89~90.
论文作者:胡环宇
论文发表刊物:《电力设备》2019年第1期
论文发表时间:2019/6/21
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