330 kV變電站繼電保護常見故障與對策分析

梁 棟

（國網(wǎng)甘肅省電力公司酒泉供電公司，甘肅 酒泉 735000）

0 引 言

在330 kV變電站運行過程中，一旦出現(xiàn)電力故障則會產(chǎn)生較大范圍的影響，為此需要針對變電站繼電保護的常見故障進行工作優(yōu)化，不斷強化330 kV變電站的整體繼電保護系統(tǒng)，提高繼電保護系統(tǒng)的工作可靠性與穩(wěn)定性。

1 330 kV變電站繼電保護常見故障分析

1.1 高頻電流的誘發(fā)故障

在330 kV變電站運行時，由于需要處理高壓電力，因此在變電的過程中極易產(chǎn)生高頻電流，進而誘發(fā)相關的電力故障。例如，在變電過程中，一次電力設備將相關的電氣開關隔離之后，變電站的母線則受到了電磁信號的干擾，同時高壓的調整也產(chǎn)生了相應的高頻電流，影響到了電力系統(tǒng)的整體運行安全性[1]。

若是在變電站運行階段，隔離開關進行二次設備的調整，二次設備仍舊會產(chǎn)生非常大的磁場和電場。在這樣的工作環(huán)境下則會產(chǎn)生一定的高頻電流，影響到繼電保護設備，降低繼電保護系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性。

1.2 直流電源的直接干擾

當330 kV變電站出現(xiàn)電力故障時，故障電流則會與地網(wǎng)形成閉合回路，而此時地網(wǎng)的接地電阻并沒有改變，對應的接地電位則會不斷的升高，最后會超出地網(wǎng)電位的閾值，給繼電保護系統(tǒng)造成直接打擊。

在地網(wǎng)與接地電流形成的回路中，直流電源一旦發(fā)生短路問題，則直接導致抗干擾電容組件受到影響，無法發(fā)揮出應用的繼電保護作用。若是短路周期較長，則很容易破壞繼電保護系統(tǒng)的相關組件，嚴重影響330 kV變電站的運行安全性[2]。

2 繼電保護案例分析

2.1 變電站運行線路概述

某330 kV變電站中的部分一次設備系統(tǒng)結構如圖1所示，其中A位置到C位置是330 kV單回路，B位置為一次設備開關站，AB站之間的線路長為259.60 km，BC站線路長為322.80 km。

圖1 一次設備線路系統(tǒng)

通過對圖1分析可知，B站的電路接線為交叉接線方式，其中BC線路的B站側線路繼電保護裝置使用的電力，來自于AB線路的TV位置和TA位置。而AB線路的B站側線路繼電保護設備的電力，則來自于BC線路的TV位置和TA位置，且TV設備裝置在線路的一側，所有的開關位置都位于相關的繼電開關。

2.2 故障信息

當AB線路的A相出現(xiàn)故障時，線路的繼電保護系統(tǒng)跳開，同時BC線路的B站的保護縱聯(lián)出現(xiàn)弱饋動作，而C站的保護系統(tǒng)啟動，說明故障位置在AB線路系統(tǒng)當中。

在B站側獲得的保護動作報告中得知，繼電保護系統(tǒng)啟動了2 ms，而縱聯(lián)弱饋動作出現(xiàn)了217 ms。在A相跳閘保護動作展開之后，經(jīng)過了217 ms重合出口。

2.3 故障分析

在AB線路的A相發(fā)生電力故障之后，兩側的繼電保護都跳開，而B站由于是交叉接線，在50 ms時間跳開。由此可見，在AB線路跳開之后，A相位置沒有電壓與電流，為典型的非全相特征。

AB線路的系統(tǒng)結構連接方式為單回線，因此在A相跳開之后，BC線路的電力系統(tǒng)也是非全相的。由于此時B站側的繼電保護設備沒有跳開信號，因此C站側無法進入非全相邏輯[3]。

2.4 繼電保護動作分析

2.4.1 弱饋邏輯分析

在該330 kV變電站的運行線路運行時，由于此線路具有弱饋保護識別性能，因此當線路的電源側出現(xiàn)電流變化和電壓波動時，系統(tǒng)則可以監(jiān)測出相關的技術動作。當AB線的A相跳開之后，數(shù)據(jù)顯示BC線的B站側沒有電流與電壓，此時的零序方向為正向。具體的弱饋邏輯監(jiān)測程序如圖2所示。

圖2 弱饋邏輯

2.4.2 縱聯(lián)零序邏輯分析

在線路出現(xiàn)電力故障自啟動繼電保護系統(tǒng)之后，為了準確利用弱饋邏輯判斷出相關線路的具體故障點，則需要判斷零序正方向[4]。若是零序正方向的保護動作與負序正方向的動作存在差異，或者是出現(xiàn)了無負序的電流，則可以依據(jù)縱聯(lián)零序正方向邏輯進行判定，具體的判斷程度如圖3所示。

在這兩種邏輯關系的檢測下，可以測得BC線路的繼電保護相關定值，具體數(shù)據(jù)信息如表1所示。

表1 繼電保護測量值

圖3 縱聯(lián)零序邏輯

2.5 繼電保護故障解決對策分析

在B站側出現(xiàn)的縱聯(lián)弱電保護動作，主要是因為交叉接線的特殊性。在AB線路跳開之后，使得BC線路的一次設備出現(xiàn)了單向的短路故障，因此需要對TV及TA設備的位置進行一定的調整，使得線路的電力故障不會出現(xiàn)相互影響。

通過分析AB線路的設備跳開和BC線路的短路可知，由于TV設備的位置選擇對應的線路開關，且由于沒有母線保護，使得線路的運行存在盲區(qū)，進而使得線路的繼電保護系統(tǒng)受到了一定影響。在今后線路設計優(yōu)化時，可以從其他母線連接TV設備，確保開關設備可以安全獨立的運行，充分發(fā)揮出繼電保護系統(tǒng)的優(yōu)勢[5]。

3 結 論

在330 kV變電站運行時，為了合理發(fā)揮出繼電保護系統(tǒng)的工作價值，需要針對線路設計運行的情況，合理的優(yōu)化改進繼電保護系統(tǒng)，確保變電站運行的整體安全性與可靠性。