110kV变电站继电保护常见故障与对策分析

姜利欣

（济南裕兴化工有限责任公司，山东济南，250119）

110kV变电站继电保护常见故障与对策分析

姜利欣

（济南裕兴化工有限责任公司，山东济南，250119）

随着电力系统的逐步优化与发展，对变电站供电可靠性、稳定性的要求也逐步提高。为了确保变电站供电的可靠性与稳定性，离不开继电保护系统，一旦继电保护出现故障，会直接影响变电站供电的安全稳定。本文重点就110kV变电站继电保护常见故障进行了分析，并提出了故障处理对策，以供参考。

110kV变电站；继电保护；故障；对策

变电站继电保护难以避免会出现一些故障，致使其难以充分发挥有效的保护作用，直接影响了变电站运行过程及供电的安全稳定性，有必要针对这些故障展开分析，并采取有效的处理对策加以排除，充分发挥继电保护的作用，提高变电站供电的可靠性、稳定性。

1 继电保护的原理与构成

继电保护能够对被保护设备及元件能否有效运行进行判断，明确是故障区内部还是外部存在故障。为了确保继电保护装置充分发挥这一功能，要求继电保护必须满足灵敏性、可靠性、可选择性与动作迅速性，只有这样，方可确保继电器可靠运行。

图1 继电保护装置原理图

表1 继电保护的种类

继电保护装置包括输入环节、测量环节、逻辑环节、执行与输出环节三部分，如图1所示。根据不同的划分依据，可将其分为不同的类型。根据被保护对象的不同，包括输电线、主设备保护两种类型；根据保护装置及其所处理信号量的不同，可将其分为模拟式、数字式保护两类；根据保护功能的不同，可将其分为短路故障、异常运行保护两类；根据保护原理的不同，包括过电流、过电压、低电压、差动、距离、功率、高频保护等类型，见表1。

2 110kV变电站继电保护常见故障与处理对策分析

根据110kV变电站继电保护实际情况出发，其故障包括三种类型：产品来源故障、运行故障、潜在故障。其中，产品来源故障主要由于装置质量不满足要求所引起的各种故障；潜在故障会给变电站的正常运行造成极大的影响，多数停电事故的发生，均由于潜在故障所引发，为此，必须加强潜在故障排查，关注跳闸元件是否正常，确保潜在故障存在时能够及时被发现和排除；运行故障属于继电保护故障中必须引起足够重视的故障类型，例如开关拒合、主变差动保护动作失误、电压互感器故障等，是下文重点分析的一类故障。

2.1 开关拒合

在110kV变电站输出线路分别设置了电流速断、过电流保护两类继电保护装置， 10#开关通断直接决定了多数地区供电的通断与否，自该开关投入运行之后，始终运行良好。但随着用电负荷及配变容量的逐步增大，几年后，10#开关出现拒合故障，有关人员难以排除该故障，并对其进行了记录，出具了异常通知单。引起这一故障的原因：一是开关所在线路存在相间短路等故障，二是开关节点出现焊死或合闸卡死等问题，难以复位。但当工作人员检验并测试这一情况时，这两种情况均正常。这表明并非为“开关跳跃”故障，但运行过程中仍会存在拒合情况，经系统排查后发现，引起该故障的原因是由于该开关过流保护缺乏时限。

该故障处理对策。这一故障的原因是由于时间继电器连接过程中，仅将瞬动常开接点连入回路中，并未连入延时闭合常开接点，改接线路之后故障排除，也没有再出现开关拒合的问题。这说明是合闸时冲击电流的影响，当开关刚投入运行时，供电负荷小，冲击电流也不大，难以启动保护装置作用，随着负荷逐步增加，冲击电流也越来越大，一旦增大至能够启动保护装置后，开关就会自动拒合。若改变运行方式，会减小冲击电流，则开关又能成功合闸。在改装电路后并无法彻底解决合闸冲击电流问题，但时限保护装置能够帮助躲过冲击电流的作用。

2.2 主变差动保护

该故障也经常发生，如某110kV变电站主变容量2万kVA，电压等级包括110kV、35kV、10kV三种，不同电压等级的接线方式不尽相同，35kV单母线方式接线，10kV接线方式为单母线分段带旁路。后期由于需要增设一台1万kVA的主变，试运行过程中一切正常，对110kV侧开关测试过程中空载24h无故障产生，但35kV侧开关测试过程中，主变差动保护启动。探其原因，当主变差动保护启动时，其所保护范围并无任何故障，表明该故障是由于CT极性接错所导致，经测试后验证了这一推断。

故障处理对策。通过重新进行连接、投入运行后，该35kV侧负荷的功率大于620kW时，保护装置报警信号启动。若设定值为0.2A时，报警信号延时5s之后启动，表明线路流经了超出限定值的不平衡电流，检查过程中却未见异常。因此，对其展开了计算，显示35kV侧Kpm=1.39，将35kV侧CT变比200/5错误认成了400/5，对其加以更正之后，运行无异常情况出现。该故障出现是因采用了不同厂家开关装配后未开展匹配测试所导致的。因此接线过程中必须对设备各参数值、保护限定值等加以核对，避免人为失误出现。

2.3 低压侧近区故障与处理

由于变压器低压侧近区常常出现短路现象，致使经常有大电流冲击变压器，破坏了变压器的动稳定性，致使变压器受损。与此同时，低压侧近区存在短路还会导致变压器内部出现故障。由于变压器对于瞬时冲击电流往往缺乏有效的抵御能力，而且所承受大电流冲击的时间也有限，因此，为了确保变压器不被烧坏，必须对低压侧母线故障进行处理。

故障处理对策。于低压侧增设相应的过流保护设备，要求该装置应限流速断，以便有效配合低压出线速断。若高压侧闭锁过流对于低压侧母线具有较高灵敏度时，需将原有低压侧过流分别设为两段，即限时速断、过电流，前者同出线速断予以配合，重点作用于在跳本侧，后者同出线电流予以配合，先对本侧限跳，再对总出口限跳。总而言之，增设限时速断后，一旦低压侧母线存在故障或出线近区存在故障，但断路器、速断保护等未动作，此时，新设置的限时速断装置都能够迅速地将故障排除。

3 结语

110kV变电站继电保护为电力系统的安全稳定运行提供了基本保障。就电力工作人员而言，必须针对继电保护常发生的故障加以系统分析，通过经验、定位、分段等处理方法，及时排除故障，确保电网、变电站供电设备的安全稳定性。

[1] 赖学强.提高110kV数字化变电站继电保护可靠性的措施[J].高科技与产业化,2010,32(8):391-395.

[2] 王洪.关于110kV变电站直流电源故障分析的实践探讨[J].中华民居,2010, 13(12):193-196.

Analysis of common failures and Countermeasures of relay protection in 110kV substation

Jiang Lixin
（Ji'nan Yuxing Chemical Co., Ltd.，Ji'nan，Shandong，250119）

With the gradual optimization and development of power system,the reliability and stability of the substation are also gradually improved..In order to ensure the reliability and stability of the substation power supply,the relay protection system can not be separated from the relay protection system. Once the relay protection fault occurs, the substation power supply security and stability will be directly affected..This paper mainly analyzes the common faults of relay protection in 110kV substation,and puts forward some countermeasures for fault treatment..

110kV substation; relay protection;fault;countermeasure