110 kV變電站繼電保護的故障分析及保護設計

郭軍慷，王丹

（國網寧東供電公司，寧夏銀川750411）

110 kV變電站繼電保護的故障分析及保護設計

郭軍慷，王丹

（國網寧東供電公司，寧夏銀川750411）

從繼電保護的作用入手，分析了繼電保護的故障及其原因，對繼電保護設計方案進行了研究。

110 kV變電站；繼電保護；故障分析

引言

繼電保護主要是指在實踐繼電保護以后，主要是在電力系統出現運行故障以后，繼電器會自動作出對突發性事故的反應，并采取一定的措施。繼電保護核心作用在于對電力系統的整體安全運行提供支持，防止出現突發性故障和問題，保證電力系統的元件不受到傷害。在電力系統運行過程中，應用繼電保護是非常必要的，從理論角度分析，如果不進行繼電保護，將會很難保證對電力系統運行安全性的良好維護。

1　繼電保護的作用

一旦電力系統出現突發性故障，繼電保護裝置就會及時作出自動的報警和反事故應對措施，可以有效地阻止電力系統的故障和相關問題出現，從而避免電力系統事故問題進一步擴大，充分發揮保護其他電力元器件的重要作用。從總體角度分析，對故障和問題進行及時發現和故障阻止是繼電保護所發揮的重要作用，同時也是具體采用的操作方法。繼電保護裝置不僅僅可以有效防止事故問題的出現，還可以及時進行電力故障報警，提醒繼電保護和維修人員及時進行故障處理［1］。

2　繼電保護故障以及原因分析

首先，電力系統一旦出現故障和突發問題，會快速傳遞到整體電力網絡各個環節中，單個電力元件的故障將會導致整體的電力系統安全受到威脅。其次，繼電保護裝置一旦發現故障問題，會自動作出反應，向距離故障電力元件距離最近的保護裝置發出信號，自動跳閘。最后，通過斷路器的跳閘斷電處理可以及時防止電路故障和電力問題的進一步擴展，有效保護電力元件的質量和實際使用壽命，減少對電路元器件故障的損害。繼電保護裝置不僅可以及時對故障電力環節進行及時斷電處理，同時還可以在故障發生第一時間進行故障分析和觀察，在系統的整體維護和運行的條件下分析不同工作狀態下的電氣設備狀況，及時進行設備檢測，及時對故障問題進行報警處理，通知電力網絡維修人員進行故障問題處理。

3　繼電保護設計方案研究

3.1滿足對變壓器的保護標準

1）110 kV變電站在進行接地保護的過程中應用直接的接地保護裝置和接地保護系統來進行變壓器處理，通常情況下，普通裝置都會選擇零序電流來進行保護，這也屬于變壓器的主要保護設備，在相鄰的元器件出現短路問題或者單向接地問題時，零序電流的實際分布與電流大小都會與電力系統中的變壓器裝置產生接地位置關聯性影響。2）差動保護主要是通過電流互感器的兩端電流矢量存在的差值，在達到一定的動作電壓值的過程中會自動進行電力元器件維護，所以，電流差動保護也是繼電保護的重要方式，同時也是電氣設備的主要節點之一，在進行常規電流輸送的過程中，通過電流保護提高整體電力網絡的穩定性。3）在電流負荷維護的過程中，需要對變壓器進行保護，變壓器的縱差保護屬于一種典型的反向較差保護，通過高壓的測向和接地處理來實現線路短路的維護，主要的電力保護范圍包含了變壓器的管套和管線設計，變壓器在進行電流差值計算的過程中應該及時進行各項數據分析和處理。在進行氣體保護的過程中，可以防止變壓器的內部出現線路設置問題［2］。

3.2對電容器進行保護

對電容器進行保護可以綜合采用平衡的保護方式和差動的保護方式，可在瞬間的電流繼電維護過程中實現電容器保護，對于3.10 kV以上的電容器，應該在各個電容器上安裝新型的獨立熔斷器。熔斷器一般情況下的額定電流以熔絲的實際特性和連通量來進行控制，通常情況下，應該以多備電容器的額定電流和電壓為標準，由此可以有效防止電容器的油箱因為突發狀況發生爆炸。

3.3對線路的保護作用

常見的電力線路保護方式有快速的斷電處理、過流處理以及線路的系統維護處理等。同時還可以進行不平衡電流保護，在電流超過整體電流數值時，在電壓處于較低水準時，在斷路器處于整體確定數值時，需要確保相應的電壓定時器準確啟動，還可以將定時器時間控制在合理時間范圍內。在實際運行電壓低于整體整合電壓時，可以將電容器時間合理控制在科學合理的時間范圍內。應該以電容器的充電特性為基礎，通常情況下都有投入過程中的限流裝置，如果實際的電力容量較小，可以采取串電阻的方法來進行整體電路線路調整，如果實際容量較大，可以綜合采用特殊的專用限流電壓控制裝置。

在電容器組的保護方式選擇的過程中，應該確保電容器的整體運行安全可靠，確保實際的保護裝置具有較高的靈敏性，無論是在電容器組中的單臺電容器發生容器故障還是在電容器中出現元器件故障，都應該利用電容器自動保護裝置來進行自動保護。同時，通過自動化的電容器線路保護裝置還可以有選擇性地進行故障電容器切除，在電容器進行停電處理和送電處理的過程中，電力系統經常會出現接地以及其他類型的故障，所以需要保護裝置無論是進行安裝還是進行調整實驗都需要確保運行的安全穩定，減少電量的實際消耗量，降低整體運行維護費用。

4　結語

繼電保護主要是為了對電力系統進行安全性維護，同時在實際應用的過程中，繼電保護系統通過對電力突發故障的及時發現和及時切斷來進行電力系統的良好保護，維護電力元件不受到突發故障的影響和損害，同時通過系統的故障發現和及時預警來進行電路系統維護，通知值班的電力維護工作人員及時進行處理。通過對110 kV變電站的繼電保護故障與維護實際分析，可以歸納和總結出新型微機繼電保護與傳統電磁繼電保護的差異。

［1］王普.淺談10 kV油浸式配變繼電保護常見故障及解決辦法［J］.黑龍江科技信息，2010（34）:41.

［2］袁桂華，張瑞芳，郭明潔.110 kV變電站繼電保護整定方案優化［J］.中國造紙，2010（7）:53-55.

（編輯：王紅霖）

Fault Analysis and Protection Design of Relay Protection in 110 kV Substation

Guo Junkang，W ang Dan
（State Grid Ningdong Power Supply Com pany，Yinchuan Ningxia 750411）

In this paper，based on the analysis of the role of relay protection，comprehensive study of the fault and its causes，and finally，the research of relay protection design.

110 kV substation；relay protection；faultanalysis

TM774

A

2095-0748（2016）17-0077-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.17.32

2016-07-14

郭軍慷（1988—），男，寧夏吳忠人，本科，畢業于華北電力大學，繼電保護技師，研究方向：電氣工程及其自動化。