電力110KV變電站繼電保護的問題分析與處理

韓章志 周益 陳曦 柳佳彬

【摘 ?要】由于繼電保護裝置在110KV變電站以及整個電網系統的重要性，文章從保障繼電保護裝置的平穩運行角度出發，重點闡述了繼電保護裝置的工作原理，并分析總結了繼電保護裝置的常見故障情況，根據多年的從業經驗及文獻材料歸納總結了繼電保護裝置常見的隱患排查工作及故障處理措施等。

【關鍵詞】繼電保護;故障分析;處理方案;

1 前言

在國民經濟高速發展的軌道中，國內民生主體對生活用電的需求發生了翻天覆地的變化。尤其隨著全球氣候環境問題日益凸顯所帶來的清潔電動汽車的快速崛起，傳統的變電站已經遠遠不能滿足人們對網絡結構合理、設備運行穩定、供電能力充分的需求。特別是，十九大以來，中國廣大農村的民生經濟依托中央扶貧政策快速發展，農村粗放式的配電網絡已經成為阻礙農村經濟發展的重要制約因素。在保障廣大農村電力網絡元件高效、穩定的使用中，繼電保護裝置起到了舉足輕重的作用，它不僅僅起到了保護變電站的作用，更關系到整個電力網絡安全穩定的運行。因此，本文中，筆者以電力網中民用的110KV變電站為例，闡述并分析了其繼電保護的工作原理、常見故障分析以及相應的處理方案等。對從業人員快速判斷繼電保護元件故障和消除故障具有指導意義。

2 繼電保護工作原理

繼電保護的作用在于當電力網絡系統出現故障時，實現對電網的安全保護，避免故障點對其他電網區域造成影響。在長期的繼電保護元件的開發生產當中，衍生出了不同功能、不同原理的保護裝置，常見的有電路短路故障保護、電流過大保護、低電壓保護以及距離保護等。但是，無論何種原理和功能的繼電保護元件，都要遵循兩大必要因素-速度因素和選擇性因素。速度因素要求當電網系統檢測到故障變電站點時，其所包括的繼電保護能夠迅速的將故障元件與電網系統的正常遠剝離，保護其他電站設備的正常工作。選擇性因素指的是當電網系統檢測到故障變電站時，繼電保護元件應該有選擇性的將故障元件、設備從電力系統中切除，當故障元件或設備拒絕執行命令時，應該及時的調取相鄰的變電站設備進行故障切除。電網系統中最典型的繼電保護設備由三個部分構成，分別為測量部分、邏輯部分和執行部分。測量部分的功能在于對被保護的電力元件進行測量，將測量的信號值轉化為“是”、“非”、“或”等邏輯信號;邏輯部分的功能在于根據邏輯信號關系對出現的問題類型及范圍進行判斷，常見的邏輯信號關系包括邏輯信號特點、先后順序、持續時間等，根據邏輯信號關系判斷是否要對繼電保護裝置發出執行命令;執行部分是繼電保護元件的核心部分，邏輯部分將精確地執行命令傳送到執行部分后，執行部分根據命令主要執行跳開斷路器和跳閘脈沖等相關動作，最終實現故障元件與主電網系統的切除。

3 繼電保護常見故障分析

由于繼電保護設備在變電站乃至整個電網系統中起到至關重要的作用，若其發生故障將會造成嚴重后果，因此筆者根據從業經驗及文獻材料總結了110kV 變電站繼電保護設備中常見的故障，以便更好的做到故障預防、維護及維修。通常來說110kV 變電站繼電保護設備常見的故障主要分為三類，分別為環境故障、運行故障和隱形故障等。下面對三種故障情況做以簡單描述。

1、環境故障指的是由于變電站的工作環境復雜程度較高，特別是其周圍強烈的磁場作用，在長期使用過程中會造成一些微弱問題的堆積。另外，由于外界塵土、霧霾等雜質的滲入，長時間的累積也會對一些導電元件的絕緣性能造成干擾。

2、隱形故障是造成變電站裝置的故障原因中最常見也是最嚴重的故障之一，并且很難發現排查。只能通過細致的、高頻率的巡檢工作和隱患排查工作來減少隱形故障發生的頻率。將隱患故障扼殺在萌芽之中，從故障的根源解決問題。

3、運行故障的突出表現有多種，例如開關拒絕合閉、主變差動保護錯誤操作、電壓互感器元件故障等。與環境故障和隱形故障不同，這些設備運行發生的元件損壞導致的運行故障往往會造成更嚴重的破壞，甚至造成整個變電站的重大事故。例如開關拒合功能的損壞導致應當繼電保護設備無法執行斷電操作，極有可能造成現場工作人員的人身事故。再比如變壓器的匝間短路問題會造成變電站內局部電流瞬間增強，產生的活化對元件的破壞作用很強，甚至會導致起火、保障等重大安全事故。另外，由于現場操作人員相互協調工作的不到位導致的繼電保護裝置的停運業屬于運行故障中的一種。

此外，出了上述三種常見的故障以外，在110KV 變電站中，還有一些常見的隱患及故障，例如，繼電器誤動作指示燈亮異常，繼電器燒損、繼電器不運行或不復位故障、接點故障和差拍等故障，這些故障直觀表現為繼電保護裝置的復位故障、指示燈一場和燒損等，但是實際根本原因為接點故障和差拍等。這些故障具有隱蔽性，如果不是經驗豐富的從業人員，很容易造成誤判，導致整個維護、搶修工作的滯后。

4 繼電保護常見故障處理方案

有繼電保護裝置的重要性及故障的易發性，快速精確的判斷故障源頭和原因，并及時做出準確的應對和處理措施顯得非常重用。通過第三小節中對繼電保護裝置的常見故障分析以及筆者多年的從業經驗，筆者歸納總結了一下常見的應對110kV 變電站繼電保護故障的措施以及110kV 變電站繼電保護故障裝置的隱患排查整改經驗，主要包括一下幾類：

1、檢修、更新元件

由于繼電元件材料的疲勞使用，很容易造成的元件內部功能的退化，特別是一些絕緣體的剝落所導致的漏電情況。工作人員根據電網系統的國家標準對繼電保護裝置的元件進行定期檢修，并定期更換新元件。該措施從隱患排查的角度實現繼電保護裝置的故障源頭處理。

2、逐項替換法

由于變電站的工作元件較多，電路系統復雜，一些突發故障很難快速準確的判斷故障發生點，采用并聯電路逐項替換的方法往往能夠準確的判斷出故障電路，大大縮短的復雜電路的故障排查及診斷工作時間。

3、短接法

短接法從工作原理上與逐項替換法類似，但是操作更加便利，是繼電保護裝置的常見檢修操作。它的工作方法基于工作人員的經驗，首先對故障電路和目標故障元件有一個大致判斷，再以此進行短接，逐漸排查可疑的故障原件，最后精準的找出故障原件。其難點在于對工作人員的經驗要求很嚴格，越是經驗豐富的操作人員，其檢修速度和準確度越高。

5 結語

隨著產品元件的更新換代以及智能電網、變電站的普及，繼電保護工作的處理措施及維護工作也要跟上時代發展的潮流，這就要求從業人員還要不斷提高自己的高端前沿知識的水平，不斷學習智能化繼電保護裝置知識，加速推進我國電網系統的智能化發展。

參考文獻：

[1] 任啟金，邢建浩，孟慶江，等.110kV變電站繼電保護故障及解決措施探討[J].科技創新與應用，2015（36）：219.

[2] 甄蘭英.110kV變電站繼電保護故障及應對措施[J].電子制作，2013（8）：145.

[3] 劉明明.淺析繼電保護的常見故障及處理措施[J].科技與企業，2013（12）：168.

[4] 周新堂，陳杰.淺談繼電保護的常見故障及處理辦法[J].科技致富向導，2012（14）：277.

[5] 王志強.關于電力系統繼電器保護及維護技術研究[J].電源技術應用，2014：282.

[6] 王蕾.110kV變電站繼電保護故障及應對措施分析[J].華東科技.學術版，2017（9）：204.

[7] 朱國群，葉浩林，吳國強.110kV變電所繼電保護的故障分析及保護配置[J].企業技術開發，2013：93-94.

[8] 周文斐.提高繼電保護運行的可靠性探討[J].中國科技縱橫，2011（11）：296，298.

（作者單位：國網浙江象山縣供電有限公司）