110kV變電站繼電保護的故障與對策

中鐵二十局集團電氣化工程有限公司 季 委

近幾年我國電力系統發展進程不斷加快，變電站為了提升其運行質量，要結合實際應用要求落實更加系統的繼電保護管理模式，從而建立具有時效性的故障處理機制，促進變電站應用工作的全面進步。我公司所承建西安地鐵十四號線110kV外部電源工程主要內容就包括新建110kV學府變，將為十四號線在2021年整體運行提供全部電力保障。

在110kV變電站繼電保護工作落實的過程中，難免會出現故障問題，為了提升其應用和運行質量，要結合故障問題進行原因分析，并采取具有針對性的處理措施，從而確保繼電保護能發揮其實際作用，提升110kV變電站運行的可靠性。

1 110kV變電站繼電保護的組成結構

在110kV變電站繼電保護工作中，要借助繼電保護單元對被保護設備和元件予以綜合分析，結合運行要求落實相應的保護措施，并且能對故障區的問題和故障原因展開分析，從而滿足其運行穩定性、可靠性要求。一般而言，110kV變電站繼電保護裝置主要分為輸入環節、測量環節、邏輯分析環節和執行輸出環節，各個環節發揮其不同的作用，從而保證相應工作有序落實[1]。

2 110kV變電站繼電保護常見故障分析

較為常見的110kV變電站繼電保護故障分為產品來源故障、潛在故障以及運行故障。

2.1 產品來源故障及潛在故障

產品來源故障主要是指110kV變電站繼電保護系統中因為基礎裝置和元件質量不達標造成的故障問題，是故障產生的源頭；對于110kV變電站繼電保護運行過程而言，潛在故障是造成運行穩定性失衡的重要原因，潛在故障會造成大范圍的停電事故，需要引起關注。其中跳閘元件運行效果是較為突出的潛在隱患，一旦運行不當或者是潛在故障問題得不到及時解決，就會導致停電問題的發生。

2.2 運行故障

在110kV變電站繼電保護工作中，運行故障是最關鍵的問題，其中開關拒合、電壓互感器故障、主變差動保護動作故障等都會造成繼電保護功能的失效。

2.2.1 開關拒合

對于110kV變電站繼電保護工作環節而言，輸出線路會利用電流速斷結構和過電流保護結構保證其應用效果符合預期，開關通斷和供電區域通斷要求有密切的聯系，而在開關投入運行后，運行效果決定了整體操作水平。但是隨著用電用戶數量的增多和用電負荷的增大，這就使得配變容量數據也在增多，其中開關拒合的問題常常出現[2]。究其原因，開關所在的線路會出現相間短路故障、開關節點焊死問題、合閘卡死問題等，都會增加開關跳躍故障產生的幾率，使得過流保護工作超出時限范圍，影響整體運行效果和綜合質量。

2.2.2 主變差動保護

在110kV變電站繼電保護處理過程中，往往會進行不同電壓等級的接入處理，這就使得不同的電壓等級要按照不同的接線方式予以聯動。例如，某110kV變電站繼電保護系統中，主變容量為20000kVA，基礎電壓等級分別為10kV、35kV以及110kV，其中，要利用單母線連接的方式進行35kV連接處理，而10kV則要進行段帶旁路處理，為優化110kV變電站繼電保護水平，變電站決定增設10000kVA的主變設備，在試運行中無故障問題，在對110kV進行開關測試時空載24個小時無故障。但在進行35kV側開關啟動保護中，卻因為差動保護問題使得對應的開關處理工作不當，主要是因為CT極性連接不到位，造成主變差動保護問題[3]。

2.2.3 低壓側近區故障

對于110kV變電站繼電保護工作而言，低壓側近區常常會出現短路的問題，這就使得電流沖擊變壓器的幾率增大，對變壓器的動穩定性會產生嚴重的影響，甚至會直接造成變壓器受損。另外，變壓器在受到瞬時沖擊電流后也會造成損壞等問題，低壓側母線故障會嚴重制約繼電保護效果。

3 110kV變電站繼電保護的優化對策

在全面分析110kV變電站繼電保護故障問題后可知，要依據實際情況落實更加有效的處理策略，保證相應問題都能得到解決，打造更加和諧且高效的故障管控模式，從而提升110kV變電站繼電保護的實效性。

3.1 優化產品源頭管理

為了從源頭提升110kV變電站繼電保護效果，相關人員要對設備進行初始質量驗證和分析，確保能集中檢查設備的質量合格證書，利用復核的方式提升具體工作的質量，避免源頭質量失衡造成的影響，打造更加合理的質量監督平臺。另外要落實崗位責任制，建立專崗專人源頭質量監督工作，從而維護110kV變電站繼電保護的基本水平[4]。

3.2 優化潛在故障排查

為了提升110kV變電站繼電保護的實際水平，要對潛在故障予以及時性排查和處理。一方面要踐行全壽命周期管理規范，確保能及時進行故障的檢索和糾察，并且依據故障問題落實相應的處理方案，從而減少故障造成的經濟損失；另一方面要進行定期的檢查，結合110kV變電站繼電保護工作情況落實周檢、月檢以及年檢等，從而保證及時發現問題后優化處理效果，最大化提升110kV變電站繼電保護的效率[5]。

3.3 完善運行故障處理方案

第一，開關拒合故障處理。要著重分析產生問題的原因，然后結合實際情況落實相應的處理措施。若是因為在繼電器連接中出現了回路連接不當的問題，會出現延時閉合等問題，此時只需要對線路進行改良即可，盡量避免合閘過程對電流產生沖擊，從而確保供電負荷能在約束范圍內，且能降低沖擊電流，提升保護裝置的應用效果。

第二，針對主變差動保護問題，要借助重新連接的方式避免運行不當，確保報警信號能發揮其作用，從而進一步提升其故障處理效果。值得一提的是，在實際操作中，要對設備參數、設備保護限定數值等進行集中的核對和校準，從而減少故障率。

第三，針對低壓側近區故障處理。要盡量結合110kV變電站繼電保護的實際要求，在低壓側集中增設對應的過流保護裝置，依據裝置完成限流速斷等操作，配合低壓出線速斷處理方案建立完整的應用體系。值得一提的是，若是高壓側出現閉鎖過流等問題，則需要利用限時速斷和過電流分析等方式完善處理機制。一方面利用限時速斷和出線速斷對本側予以控制，另一方面利用過電流處理維持出口限跳的合理性。結合低壓側母線故障問題以及出線近區故障問題落實對應的動作，從根本上減少故障造成的影響，打造更加完整的繼電保護運維方案，實現經濟效益和管理效益的雙贏[6]。

4 結語

總而言之，為了保證110kV變電站繼電保護的穩定性和安全性，就要結合故障系統分析機制，利用經驗判斷、定位處理以及分段檢查等工序落實完整的控制機制，確保能為變電站以及電網管理工作的順利開展提供保障，實現安全穩定運行的目標。