330kV變電站繼電保護故障分析及處理措施優化研究

馮佳興

（寧夏送變電工程有限公司，寧夏銀川，750001）

0 引言

繼電保護作為確保電力系統正常運行的重要設備，可及時發現電力系統運行故障，并第一時間進行處理，降低了故障擴大風險，減小損失。目前，我國330 kV變電站繼電保護尚存在部分問題，針對故障處理進行優化，可大幅度提高電網運行的可靠性、安全性及穩定性。為此，基于繼電保護系統的實際運行狀態，合理選取現階段存在故障處理方式，可有效提高繼電保護效率[1]。智能化電網系統如圖1所示。

圖1 智能化電網系統結構

1 330kV變電站繼電保護要求

變電站設備工作狀態的精準判定是變電站繼電保護的基本要求。變電站繼電保護設備需具有高靈敏性、可靠性及多重選擇性，故障產生時可第一時間隔離故障線路及故障設備，降低故障擴大風險。故障隔離過程中，如果斷路器、線路等任一部件存在拒動，則通過故障點最近距離的其它設備實施故障隔離，實現降低電力系統損失的目的[2]。為提升電網運行的穩定性，需強化繼電保護關注度，及時發現繼電保護存在問題并優化處理措施，進而提升電網運行效率。

2 330kV變電站繼電保護故障分析

330kV變電站繼電保護常見故障為運行故障、產源故障及隱性故障。其中繼電保護設備的生產質量及功能對產源故障發生率具有直接影響，若所選取的繼電保護設備與相應產品要求不匹配，將大幅度增加故障產生概率，對系統整體的正常運行具有消極作用；開關拒合、主變差動保護等運行故障對繼電保護影響最為嚴重，其與二次系統運行效果具有一定關聯；隱形故障為繼電保護故障中處理難度最大的故障問題，由于該故障預防難度大，對電網正常運行的負面影響無法預估，實際工作中，80%以上的電路故障產生的直接原因均為隱形故障[3]。為確保變電站運行的穩定性，電力日常作業中應將隱性故障作為重點工作內容，及時發現潛在問題，并采取有效措施進行處理。此外，跳閘部件工作狀態也需電力工作人員加強關注，確保隱形故障產生時可及時發出解決處理指令，降低由于電力故障導致的經濟損失[4]。除此以外，繼電器無法復位、繼電器燒毀等也是繼電保護實際應用中常見故障，工作時應充分熟知線路當前情況，準確發現存在問題，降低多種故障導致的電力系統故障概率。

2.1 瞬時電流沖擊

電力系統中，330 kV變電站的變壓器本身所能承受的電流沖擊能力較弱，變壓器容易遭受瞬時電流沖擊，導致繼電保護損壞，嚴重時直接擊穿變壓器等相關部件。例如，變電站繼電保護正常工作時，若變壓器電壓端出現短路，則電流瞬時升高，低壓周圍形成較大強度的電流沖擊，致使低壓側失穩，低壓側短路時間過長時將燒毀變壓器內部部件。變壓器作為繼電保護中的關鍵設備，若被燒毀，則說明繼電保護存在故障問題，無法保護變電站的穩定運行[5]。

2.2 變壓器側無雙重保護

變壓器低壓側由于無雙重保護，未實施短路失靈保護。點330 kV變電站繼電保護中，如果變壓器30 kV母線故障，則通過主變30 kV側過保護進行處理，為繼電保護故障處理爭取時間。通常30 kV側過流繼電保護產生失靈或拒動問題時，難以進行有效的繼電保護動作[6]。對于高壓側過流，由于斷路器失靈，難以對低壓側故障做出響應，導致斷路器分斷功能失效，無法對變壓器低壓側故障進行排除，造成繼電保護長時間處于故障狀態。

2.3 30kV出線間隔故障

若變電站配件設備內部部件物理間隔較規定間隔標準小時，將降低變電站配件設備質量。母線故障對變電站繼電保護工作具有直接影響，繼電保護母線故障時，將導致繼電保護產生整體拒動及失靈。

3 330kV變電站繼電保護故障處理優化分析

3.1 處理方法分析

（1）置換處理法

置換法通常采用工作性能安全穩定、種類相同、性能良好的設備替換故障設備。評判設備好壞的根本依據是故障范圍及故障種類。若裝置中的某一部件存在問題時，需采用新裝置進行替換。當前置換處理法是應用廣泛且行之有效的處理方法，替換疑似存在問題的設備后，若電力系統運轉恢復正常，則說明所更換設備存在故障；反之，疑似存在問題設備更換后電力系統仍無法正常運行，則需對系統的其它設備進行替換檢查[7]。

（2）參照對比法

參照對比法實施過程中需檢驗繼電保護系統的正常及不正常設備，基于不同型號技術參數分析，查找差異，并以此為故障分析起點。參照對比法以處理繼電保護設備工作過程中由電路交互引發的接線錯誤為主。但繼電保護設備的復雜性將影響檢測的精準性，導致真實值與測試值間存在較大差異，因此繼電保護設備需定值檢測。

（3）引入設備狀態檢修法

由研究可知，若將設備鉆探檢修技術應用于繼電保護設備的檢修，將有效降低風險，確保技術人員及變電設備的安全。傳統檢修維護中，技術人員工作強度高、工作量大，故障嚴重時存在較大安全風險。設備檢修裝置的引入，將大幅降低技術人員工作強度及風險。設備檢修技術可對變電設備的運行情況進行實時監測，對生產計劃的制定具有重要作用，保證了檢修頻率的合理性。設備狀態檢修中需綜合變電設備治理工作，確保電力企業生產的合理性及科學性。通過監測結果及設備運行狀態的分析，可有效提高繼電保護設備運行質量，提升檢修效率[8]。

（4）技術人員安全素質的全面提升

對于電力系統檢修中產生的事故，大多由于技術人員操作設備不合理造成，這一方面對電力系統正常運行產生影響，另一方面技術人員的人身安全難以保障。為此，電力企業發展中需加強技術人員安全教育工作，制定工作準則，定期進行安全教育，助力技術人員安全生產意識的樹立，提高技術人員專業水平。工作現場需懸掛安全警示及標語，以確保安全生產。

3.2 微機保護

當前我國大部分330 kV變電站已實現微機保護、智能化、自動化等基本配置，有效促進了電力系統運行效率的提升[10]。變電站為基保護包括后臺保護、遠方通信及繼電保護。其中微機保護為高壓二次儀表室配備單片機，構成相對完整的測控及保護修通，可對電壓柜內的電壓互感器、電流互感器的電壓及電流等模擬信號進行采集，并基于當前科學技術進行轉化，同時接收當前開關當量，掌握變電站內部部件實時運行狀態，及時發現故障，并選擇合理的處理方法，確保變電站的平穩運行。

4 注意事項分析

為進一步加強對低壓電器供配電裝置保護，實際工作中應加強一下幾點關注度：

（1）對于建筑工程施工，相關生活設施及臨時工棚等避免搭建在低壓及高壓線路鋪設范圍內[11]。

（2）為確保施工工作人員的安全，需嚴格控制路邊線路與施工架空線路的建立區域，避免與架具結構間的邊緣位置距離過近，確保施工工程中設備的安全性，同時按照施工規定相關標準規定設備間距離。

（3）實際工作中，如果架空線路電壓等級為1 kV以內，架空線路位置與架具架構邊緣位置間距離應控制在4 m以上，方可進行施工；若架空線路電壓等級在1-10 kV之間，架空線路位置與架具架構邊緣位置間距離應控制在6 m以上。

5 結論

為更好的滿足用戶用電需求的急劇增加，確保變電站繼電保護設備的安全穩定運行，分析研究了變電站繼電保護設備故障原因，并針對不同故障提出了相應處理措施，確保輸電線路的穩定性，提高用電質量。