110kV变电站的继电保护应用

2021-12-13苏晴王屿蕃孙鹏

中华建设 2021年12期

苏晴王屿蕃孙鹏

如今随着特高压、智能电网的不断建设，电力系统安全问题逐渐被暴露出来。虽然智能化变电站在逐步普及，在电力系统运行方面得到了更高效的运转，但其安全问题依然存在着一些隐患，因此继电保护的应用必须得到重视。那么其意义究竟体现在哪些方面，其具体的应用内容有哪些，未来又会呈现什么样的发展趋势，正是本文的写作目的所在。

一、继电保护的意义

如今电能已成为我们日常生活中不可替代的清洁能源，城市的运转与企业生产也需要用到电力，电力系统出现微小的故障，都会对我们的生活、生产活动造成非常大的影响。随着经济社会的飞速发展，人们日常生活中对电力的需求不断增加，因此加大对变电站继电保护系统的建设不仅是经济社会发展的需要，更是电力系统安全稳定运行的内在需求。此外，在电力运行过程中，也经常会出现一些安全问题，这与电力设备的增加不无关系，而这种安全问题如果经常发生则会导致城市运转瘫痪，对企业的生产效益也会造成巨大的损失，有时甚至还会危害到人们的生命安全。因此无论从哪方面来说，确保电力系统的稳定运行是一件非常重要的事情，而其中继电保护的应用则是确保其正常运行的关键。同时，为了满足如今不断增加的用电需求量，高压输电线路也在不断增加，这些都会给电能的正常传输带来很大的影响。而当电力系统出现异常时，继电保护装置的稳定正确运行，能有效减少故障带来的损失，并确保电力企业的经济效益，这也是继电保护的意义所在。

二、设计原则

从上文中可以看到继电保护应用的重要性，而在实际的运用过程中却需要注意一些事项，比如其继电保护系统必须满足变电站的具体配置要求，否则其作用便得不到有效的发挥。其应用中所需要遵循的原则如下：

（1）在运用继电保护之前，必须对变电站系统故障提前进行了解，根据其发生的特点来对继电保护系统进行配置。例如目前大部分的变电站已经实现了信息化，因此可以根据这一特点，来对电力系统中一些设备进行监控，然后通过对搜集来的数据与信息进行分析，来判断故障发生的具体情况，从而有针对性地进行继电保护。

（2）在对继电保护系统进行设计时，还需要提前了解变电站保护对象的电压与重要等级，这样才能确保其设计的合理性。通常而言，对于电压在110kV以上的变电站，除了需要进行继电保护以外，还需要运用到主保护以及备用保护，这样才能充分确保变电站保护的效果。而其中通过主保护装置可以迅速实现跳闸，从而减少故障区域所带来的损坏。而正常运行的线路则借助于继电保护与后备保护来得到实现。而如果继电保护装置发生故障时，其相邻的部分就会进行延时跳闸，从而对故障区域进行切断。

三、应用分析

1.变压器的继电保护

对于110kVkV变电站来说，变压器是其最核心的设备，它能将高等级的电压进行转换，从而形成另一等级的电压，满足于不同种类的用电需求。而随着人们用电需求的不断增大，也就无形中增加了变压器的工作压力，而如果其电压超过所规定的负荷，那么就很可能会造成系统故障的问题出现，其变电站的工作也会因此难以正常运行。所以对于变压器的保护是十分必要的，而运用继电保护则是其中非常有效的一种保护方法。要确保继电保护得到有效的施行，首先必须确保每一个变压器都有着自己的接地保护系统。在系统正式运转之前，通常继电保护设备会设置成零序电流进行接地保护，而随着变压系统的运行，继电保护设备就会对整个电力系统进行采样，一旦判断系统出现故障，变压器中所流经的电流量就会超过所规定的最大值，这时继电保护设备在收集到这一情况时就会自动切断电流，从而对整个系统形成保护，避免一些安全事故的发生。其中值得说明的是，在继电保护设备中，通常会将电流继电器接在变压器的其中一段，这样就能时刻检测到系统运行中的电压情况，而一旦其电压超过负荷，随之就会发出信号。

2.断路器的继电保护

在确保电力系统运行安全的过程中，断路器所发挥的作用也非常明显，它能在系统出现故障后，及时地切开电源，从而避免电力安全事故的发生，因此对于断路器的继电保护也同样非常重要。在断路器中运用继电保护装置，就能通过对其内部相关元件的保护从而确保断路器能正常地向设备发出跳闸命令，进而在确保断路器得到良好运行的情况下，保障整个电力系统的安全运转。此外需要注意的一点是，在电力运转的过程中，如果断路器中的元件出现故障，那么借助继电保护装置就能绕过故障元件向最近的断路器发出跳闸命令，这样便能使发生故障的元件与电力系统相脱离，从而减少其所造成的损坏。

3.线路的继电保护

线路故障也是整个电力系统中经常会存在的一种故障，在110kV的变电站中，母线是其主要的导体，而在对其进行接线时，很可能会出现误接的现象，造成母线并联的问题发生。除此之外，如果由于用电需求量过大，那么整个电力系统就会呈现超负荷的情况，母线中经过的电压也会随之增大，因此造成安全事故的几率也会增加。而在母线上安装了继电保护装置后，其保护装置就会依据线路中的最大电流以及电压负荷来进行专门的调整，从而确保线路运行的安全，避免负荷过大的情况发生。值得注意的是，在线路发生故障时，继电保护设备不仅会发出警报信号，而且还可以暂时保持系统的运行。此外，运用单相接地的保护方法还可以对健康运行的线路电流进行控制，避免线路故障的问题发生。

4.继电保护系统的调试

以上对于继电保护的运用进行了详细的叙述，而实际上想要确保其正常运行，确保电流负荷的正常，还必须对其系统进行调试。所以在电力系统开始运行之前，必须运用继电保护装置进行调试工作，对其系统内的电流以及电压等进行检测。此外，如果电力系统中的一些元件出现了问题，比如发电机、变压器、母线等，那么通过继电保护系统就能及时发出信号，接受到信号的维修人员就能及时对出现故障的部位进行维修，这样就能保障正常供电的持续性。同时如果在运行过程中电压超过了标准值后，借助于断路器就能对系统进行断电，从而减少大的损害发生，而这些都需要经过调试才能确保其正常的运行。

四、发展趋势探讨

如今随着信息技术的不断普及，大部分的变电站已经实现了数字化、智能化与网络化。而通过这些技术，就能对整个电力系统的运行进行实时的监控与智能化的管理，而其中很大一部分数据信息还可以实现共享，从而促进各级变电站之间的互联。目前对于110kV变电站的继电保护已经是相当成熟，其技术的应用也逐渐稳定，而随着信息化的发展，一些新建的变电站已经实现了数字化的保护。因此在未来，继电保护与智能化保护相融合是其主要的发展趋势，在实际运用中也将向安全、共享、简易、灵活等特点靠拢，而数字化继电保护也将得到更迅速的普及与更深层次的应用。