电力110KV变电站继电保护的问题分析与处理

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　　【摘  要】由于继电保护装置在110KV变电站以及整个电网系统的重要性，文章从保障继电保护装置的平稳运行角度出发，重点阐述了继电保护装置的工作原理，并分析总结了继电保护装置的常见故障情况，根据多年的从业经验及文献材料归纳总结了继电保护装置常见的隐患排查工作及故障处理措施等。
　　【关键词】继电保护;故障分析;处理方案;
　　1 前言
　　在国民经济高速发展的轨道中，国内民生主体对生活用电的需求发生了翻天覆地的变化。尤其随着全球气候环境问题日益凸显所带来的清洁电动汽车的快速崛起，传统的变电站已经远远不能满足人们对网络结构合理、设备运行稳定、供电能力充分的需求。特别是，十九大以来，中国广大农村的民生经济依托中央扶贫政策快速发展，农村粗放式的配电网络已经成为阻碍农村经济发展的重要制约因素。在保障广大农村电力网络元件高效、稳定的使用中，继电保护装置起到了举足轻重的作用，它不仅仅起到了保护变电站的作用，更关系到整个电力网络安全稳定的运行。因此，本文中，笔者以电力网中民用的110KV变电站为例，阐述并分析了其继电保护的工作原理、常见故障分析以及相应的处理方案等。对从业人员快速判断继电保护元件故障和消除故障具有指导意义。
　　2 继电保护工作原理
　　继电保护的作用在于当电力网络系统出现故障时，实现对电网的安全保护，避免故障点对其他电网区域造成影响。在长期的继电保护元件的开发生产当中，衍生出了不同功能、不同原理的保护装置，常见的有电路短路故障保护、电流过大保护、低电压保护以及距离保护等。但是，无论何种原理和功能的继电保护元件，都要遵循两大必要因素-速度因素和选择性因素。速度因素要求当电网系统检测到故障变电站点时，其所包括的继电保护能够迅速的将故障元件与电网系统的正常远剥离，保护其他电站设备的正常工作。选择性因素指的是当电网系统检测到故障变电站时，继电保护元件应该有选择性的将故障元件、设备从电力系统中切除，当故障元件或设备拒绝执行命令时，应该及时的调取相邻的变电站设备进行故障切除。电网系统中最典型的继电保护设备由三个部分构成，分别为测量部分、逻辑部分和执行部分。测量部分的功能在于对被保护的电力元件进行测量，将测量的信号值转化为“是”、“非”、“或”等逻辑信号;逻辑部分的功能在于根据逻辑信号关系对出现的问题类型及范围进行判断，常见的逻辑信号关系包括逻辑信号特点、先后顺序、持续时间等，根据逻辑信号关系判断是否要对继电保护装置发出执行命令;执行部分是继电保护元件的核心部分，逻辑部分将精确地执行命令传送到执行部分后，执行部分根据命令主要执行跳开断路器和跳闸脉冲等相关动作，最终实现故障元件与主电网系统的切除。
　　3 继电保护常见故障分析
　　由于继电保护设备在变电站乃至整个电网系统中起到至关重要的作用，若其发生故障将会造成严重后果，因此笔者根据从业经验及文献材料总结了110kV 变电站继电保护设备中常见的故障，以便更好的做到故障预防、维护及维修。通常来说110kV 变电站继电保护设备常见的故障主要分为三类，分别为环境故障、运行故障和隐形故障等。下面对三种故障情况做以简单描述。
　　1、环境故障指的是由于变电站的工作环境复杂程度较高，特别是其周围强烈的磁场作用，在长期使用过程中会造成一些微弱问题的堆积。另外，由于外界尘土、雾霾等杂质的渗入，长时间的累积也会对一些导电元件的绝缘性能造成干扰。
　　2、隐形故障是造成变电站装置的故障原因中最常见也是最严重的故障之一，并且很难发现排查。只能通过细致的、高频率的巡检工作和隐患排查工作来减少隐形故障发生的频率。将隐患故障扼杀在萌芽之中，从故障的根源解决问题。
　　3、运行故障的突出表现有多种，例如开关拒绝合闭、主变差动保护错误操作、电压互感器元件故障等。与环境故障和隐形故障不同，这些设备运行发生的元件损坏导致的运行故障往往會造成更严重的破坏，甚至造成整个变电站的重大事故。例如开关拒合功能的损坏导致应当继电保护设备无法执行断电操作，极有可能造成现场工作人员的人身事故。再比如变压器的匝间短路问题会造成变电站内局部电流瞬间增强，产生的活化对元件的破坏作用很强，甚至会导致起火、保障等重大安全事故。另外，由于现场操作人员相互协调工作的不到位导致的继电保护装置的停运业属于运行故障中的一种。
　　此外，出了上述三种常见的故障以外，在110KV 变电站中，还有一些常见的隐患及故障，例如，继电器误动作指示灯亮异常，继电器烧损、继电器不运行或不复位故障、接点故障和差拍等故障，这些故障直观表现为继电保护装置的复位故障、指示灯一场和烧损等，但是实际根本原因为接点故障和差拍等。这些故障具有隐蔽性，如果不是经验丰富的从业人员，很容易造成误判，导致整个维护、抢修工作的滞后。
　　4 继电保护常见故障处理方案
　　有继电保护装置的重要性及故障的易发性，快速精确的判断故障源头和原因，并及时做出准确的应对和处理措施显得非常重用。通过第三小节中对继电保护装置的常见故障分析以及笔者多年的从业经验，笔者归纳总结了一下常见的应对110kV 变电站继电保护故障的措施以及110kV 变电站继电保护故障装置的隐患排查整改经验，主要包括一下几类：
　　1、检修、更新元件
　　由于继电元件材料的疲劳使用，很容易造成的元件内部功能的退化，特别是一些绝缘体的剥落所导致的漏电情况。工作人员根据电网系统的国家标准对继电保护装置的元件进行定期检修，并定期更换新元件。该措施从隐患排查的角度实现继电保护装置的故障源头处理。
　　2、逐项替换法
　　由于变电站的工作元件较多，电路系统复杂，一些突发故障很难快速准确的判断故障发生点，采用并联电路逐项替换的方法往往能够准确的判断出故障电路，大大缩短的复杂电路的故障排查及诊断工作时间。
　　3、短接法
　　短接法从工作原理上与逐项替换法类似，但是操作更加便利，是继电保护装置的常见检修操作。它的工作方法基于工作人员的经验，首先对故障电路和目标故障元件有一个大致判断，再以此进行短接，逐渐排查可疑的故障原件，最后精准的找出故障原件。其难点在于对工作人员的经验要求很严格，越是经验丰富的操作人员，其检修速度和准确度越高。
　　5 结语
　　随着产品元件的更新换代以及智能电网、变电站的普及，继电保护工作的处理措施及维护工作也要跟上时代发展的潮流，这就要求从业人员还要不断提高自己的高端前沿知识的水平，不断学习智能化继电保护装置知识，加速推进我国电网系统的智能化发展。
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　　（作者单位：国网浙江象山县供电有限公司）
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