淺析220kV變電站繼電保護的運行問題

隋龍+劉少勤+劉東杰

摘 要 變電站是整個電力系統的核心電力設施，具有調整和變換電壓、分配電能和控制電流方向等功能。變電站是利用變壓器來連接不同電壓的電網系統，因此，實際上是變壓器發揮著變換電壓的功能。此外，變電站還包括開關電路的設備、匯聚電流的母線、儀表、互感器、防雷保護裝置、繼電保護裝置以及調節通信裝置等，還有部分變電站擁有無功補償裝置。

關鍵詞 220KV變電站 繼電保護措施 保護技術

中圖分類號：TM63；TM76；TM774 文獻標識碼：A

1變電站的繼電保護原理

通常可以把220kv的變電站歸屬到偏高壓級的電力調節領域，一般按照用戶的具體使用要求以及電壓級別來調控原始的電能，最終達到用電設備的用電要求。繼電保護已經成為變電站中不可或缺的核心技術，也是電力作業的必備手段，能夠有效地降低電力作業中系統故障的發生概率。有關變電站的繼電保護理論重點研究危及電力系統安全運行的各種異常故障，一般使用觸電繼電器來確保電子元件和整個電力系統的安全運行。在220kv的變電站運行過程中引入繼電保護裝置，實現自動化的線路安全測試，從而有效提高變電系統和電力作業的可靠性和安全性。

2 220kv變電站的變壓器運行分析

2.1變壓器的運行故障分析

220kv的變電站變壓器在電力系統運行過程中比較常見的運行故障主要包括：變壓器出現外部短路問題；變壓器超負荷運行；變壓器運行環境溫度過高；變壓器裝置出現過電流現象；變壓器設備的油面過低等。對于以上變壓器的常見運行故障或者運行異常現象，通常主要采取避免故障的控制措施和確保變壓器安全運行的保護措施。具體包括以下幾個方面：變壓器氣體保護裝置，即通過控制變壓器的運行信號而產生的瞬間性的跳閘保護行為，通常適用于變電站變壓器運行中的油箱內部常見故障及油面過低等異常情況；另外兩種保護運行中的變壓器的方式是差動保護法和電流速斷保護法，具體的保護手段也是利用瞬間跳閘的控制方法，這兩種方法主要適用于變壓器的引出線出現短路或者出現接地短路的故障以及變壓器運行中產生的一些設備內部故障等情況；對變壓器超負荷運行的一種保護方法是過負荷保護方法，即按照變壓器的實際工作情況，當變壓器出現超負荷運行的狀況時，在線路中應用過負荷保護設置，來控制和避免因為過負荷運行所帶來的過電流故障或者其他安全問題；溫度信號保護方法和過流繼電保護方法這兩種方法也都是用來保護運行中的變電站變壓器，以避免發生運行故障或者安全事故。

2.2繼電保護故障分析

繼電保護裝備對電力系統的正常運行具有重要作用。因此，電力工作人員應該準確了解繼電保護裝置經常出現的故障，才能更好地找出處理繼電保護故障的解決方法，有效地發揮繼電保護裝置的功能。電流互感器的飽和對繼電保護裝置的運行產生了非常不利的影響，是繼電保護裝置經常出現的故障。隨著電力系統規模的不斷壯大，電力系統設備的終端負荷就會不斷增容，當電力系統發生短路，就會是出現很大的短路電流，如果電力系統在靠近終端設備區的位置出現短路的現象，產生的短路電流甚至是電流互感器一次側額定流的幾百倍。通常在穩態電流短路的狀況下，隨著短路電流的倍數不斷增大，電流互感器變比的誤差也會隨著變大，最終導致繼電保護裝置的靈敏度下降，很可能會使電流速斷保護拒絕動作。在線路短路的情況下，由于電流互感器的電流發生了飽和現象，電流互感器感應到的二次側額的電流就會變得非常小或者接近于零，就會導致定時限過流保護裝置無法正常的發揮功效。如果是電力系統出口線出現故障，就需要用母聯斷路器或者主變壓器后備保護裝置將短路電流切除，這樣就會延長故障時間，而且故障的范圍會不斷變大；如果靠電力系統出口線過流保護拒絕動作，就會導致電力系統盡進口線保護動作，造成整個電力系統出現斷電的情況發生。

3繼電保護設備的安全運行措施和故障處理措施

3.1繼電保護設備的安全運行措施

在220kv的變電站變壓器運行過程中，為了確保繼電保護裝置能夠安全運行，可以采取以下幾方面的措施：

（1）檢查繼電保護裝置。繼電保護裝置的運行狀況一定要進行實時地檢查，此外還應該在檢驗的最后階段進行電流、電壓回路的升流、升壓試驗以及整組試驗，檢驗結束后切忌再行修改定值區、拔插件或者改變二次回路的接線等。

（2）加強一般性檢查工作。電力系統中的一般性檢查工作非常重要，但是又特別容易被忽略，所以要更加認真地去做好這項工作。一般性的檢查工作主要是檢查各個元件之間的連接件有沒有連接緊固、各個焊接點是不是虛焊以及其他的機械特性是否正常等。但是有的時候還需要把一個完整裝置的插件分別拔下并仔細檢查，然后再將螺絲擰緊、芯片按緊。

（3）檢查繼電保護中的接地情況。在繼電保護工作中非常突出的一個問題就是接地問題，即保護屏的屏障和各個裝置的機箱必須接到保護屏里面的銅排上，并且要確保銅排已安全接入地網，還可以利用絕緣表來檢測電阻看是否達到要求，此外，還要認真檢查電壓和電流的回路是否安全接地，以及接地是否可靠。

3.2繼電保護裝置校驗

在繼電保護裝置校驗必須考慮將整組試驗和電流回路升流試驗放在本次檢驗最后進行，這兩項工作完成后，嚴禁再拔插件、改定值、改定值區、改變二次回路接線等工作。如果在整組試驗進行完畢后再進行上述這些工作，有可能造成定值區錯誤、定值錯誤或回路接觸不良等情況，而后如沒有可靠的技術手段去發現，將給設備的安全運行帶來隱患。電流回路升流、電壓回路升壓試驗，也必須在其他試驗項目完成后最后進行。在定期檢驗中，經常在檢驗完成后或是設備進人熱備狀態，或是投人運行而暫沒負荷，在這種情況下是不能測負荷向量和打印負荷采樣值的，那么，如何保證裝置電流回路的正確性呢？可以通過大電流發生器一次側加大電流進行這項試驗，不但要用鉗形電流表進行測量，而且還要打印此時電流通道的刻度值或檢查液晶的顯示數值，因為微機保護內電流、電壓通道都有小變換器，如果這些小變換器的二次側故障，在裝置端子排處測得的電壓和電流依然是正常的，但保護裝置卻感受不到數值，必然會造成保護裝置拒動或誤動。

3.3繼電保護設備的安全維護措施

（1）全面把握繼電保護裝置的初始狀態。初始狀態是否良好直接會影響到后期的運行和功能實現情況。所以，在繼電保護裝置投人使用之前就應該查看設備的圖紙、相關的技術資料和運行監測數據等，還需要對設備進行日常檢修及全過程的管理，以確保設備在投入使用時能夠安全有效地發揮其應有的功能。

（2）全面分析繼電保護裝置的運行狀態。通過對設備故障的規律和特點進行分析，全面把握繼電保護裝置的日常運行數據，再利用統計分析來預測出現故障的可能性和時間，及時排除還未發生的故障。因此，加強狀態檢修工作的數據管理，以有效把握設備的運行規律，然后制定科學的設備故障預防方案和狀態檢修方案，以有效提高整個電力系統的穩定性和可靠性。

3.4繼電保護故障處理措施

（1）直觀法。處理一些無法用儀器逐點測試，或某一插件故障一時無備品更換，而又想將故障排除的情況。比如IOKV開關柜分或拒合故障處理。在操作命令下發后，觀察到合閘接觸器或跳閘線圈能動作，說明電氣回路正常，故障存在機構內部。到現場如直接觀察到繼電器內部明顯發黃，或哪個元器件發出濃烈的焦味等便可快速確認故障所在，更換損壞的元件即可。

（2）掉換法。用好的或認為正常的相同元件代替懷疑的或認為有故障的元件，來判斷它的好壞，可快速地縮小查找故障范圍。這是處理綜合自動化保護裝置內部故障最常用方法。當一些微機保護故障，或一些內部回路復雜的單元繼電器，可用附近備用或暫時處于檢修的插件、繼電器取代它。

4結語

在220kv的變電站運行過程中，變壓器起著可靠輸電及維護電網安全的重要使命。因此，加強對變壓器的日常運行管理工作以及安全維護不作刻不容緩。