110kV變電所的繼電保護應用

摘 要：自人類進入“電氣時代”之后，電作為一種高效的能源倍受青睞。在近些年的表現尤為突出，在國內外電力系統迅猛發展的同時，變電所所面臨的繼電保護應用的問題也變得有些嚴峻，文章將就110kV變電所的繼電保護應用作一些闡述說明。

關鍵詞：110kV；變電所；繼電保護應用

供電系統在對設備或者大型的系統進行電力輸出時，意外或者故障性的出現供電故障是不可避免的。因此，必須在供電系統出現故障的時候及時有效的斷開電力系統，避免二次傷害，加入繼電保護系統是十分有必要的。

1 繼電保護系統應用的基礎保護任務

在正常運轉的被保護系統用電單位出現突發性用電故障時，繼電保護系統能夠準確判斷出現故障的單位，而且能在極短的時間內迅速找到并切斷本用電單位的有效供電閘門。與此同時，盡量不影響其他被保護單位，發生故障的單位做到完全隔離，這樣的繼電保護單位既要將生命財產的安全放在第一位，也能夠盡量減少損失。而且，繼電保護系統時與用電系統聯系在一起的，因此，減少其對供電系統的影響也是不得不考慮的，同時，還能夠滿足某些特定要求。

當然，被保護的用電單位發生故障并不一定就是同一種情況，因此，繼電保護系統還需要判斷出不同的故障情況轉變為不同的故障信號給工作人員或者本身的控制系統，以對不同的故障做出及時有效的處理。從上面所述來看，繼電保護系統必須具備及時準確有效的特點。

2 繼電保護應用之變壓器保護

2.1 接地保護

在國內目前110kV變電所主要使用的繼電保護設備中性接地系統的保護機構中，正常情況下與零序電流保護協同工作，在被保護的用電設備發生故障時，接地系統在將部分電流接入地下的同時，回把故障信號反饋給電閘控制系統或者立即跳閘。

2.2 過負荷保護

在三相供電系統中的繼電保護最常用的就是過負荷保護，因為三相電在大多數情況下都是兌成的，因此繼電保護裝置可以把過負荷保護器安裝在其中的一相電流上，通過確定時間的延遲來反映供電系統的運行情況，這樣可以自行處理簡單的額用電故障。

2.3 過大電流保護

過大電流保護也是主要繼電保護的一種，通常情況下會將供電設備或供電線的電流值規定一個安全有效的最大數值，然后通過一定的設備對其進行監控，若在監控點出現危險電流即超過規定的最大電流，將會發出危險信號通知值班人員或者自行跳閘斷電。目前，居民用電在大動率電器的用電高峰出現突然的大面積停電一般情況下就是過大電流保護導致的。

2.4 零序過流保護

城市邊緣有很多拉著電線的大型鐵塔，其實這是高壓輸電。高壓輸電時不能采用接地保護，因此零序過流保護在高壓輸電中占有主體地位，而且主要是防止高壓線出現意外的接地故障。靈虛過流保護是將最小電流值規定下來，在高壓線不同的點進行監控，發生接地故障時，進行及時的斷電處理。

3 繼電保護應用之線路保護

3.1 過大電流保護

我們平時使用的二相電流其中的一相的電流的幅值大于整定值時，會啟動相應的定時器，這時的返回系數大于0.94，過大電流保護會在定時器時間大于整定時間時啟動。它不急能夠保護整條線路的安全，而且相鄰線路也可以得到有效的保護，具有一定的后備保護作用。

3.2 速斷保護

在二相電流的使用中，其中一項的電流大于整定值，這時速斷保護會立即啟動。當返回系數大于0.94時，速斷保護或許在一些情況下帶有一定的延時。盡管速斷保護能夠保護用電設備，但是它的保護范圍有限，不能對于整條線路進行保護，而且系統的運行方式對速斷保護的影響比較大。

3.3 單相接地保護

雖然在小電流被保護用電單位中發生單相接地故障時，僅僅會有很小的接地電流，但是相間的電壓是對稱的，電流是可以繼續流通的，因此被保護用電單位短時間內是可以繼續運行的。在使用時可能會使對地電壓增加為原對地電壓的幾倍甚至十幾倍，因此極有可能擊穿電容引發兩相接地故障，假如出現此類故障，可能就會引發斷電或跳閘。

3.4 重合閘保護

當發生的故障不確定是永久性故障時，需要進行重合閘保護。在電線短路時，速斷保護啟動，與此同時重合閘保護也啟動，在經過設定時間的等待之后，重合閘命令被執行，重合閘之后進行判定，判斷發生故障的位置還有沒有故障。如果不是永久性故障的話，重合閘之后因為電線分開了不存在短路了，因此會顯示故障已排除，如果是永久性故障，重合閘之后依然有故障存在，電閘會立即斷開。重合閘系統可以十分輕松的分別永久性故障和非永久性故障。

4 繼電保護應用之電容器保護

上述幾種繼電保護類型，都是在限制或者規定一定的危險數值之后，系統進行相應的斷電保護，與之不同的是，電容器保護實在國家法定的居民用電或者工業用電的正常情況下，只要用電最大值不超過額定電壓的1.1倍，電容器保護將不會判定為故障而斷電。原因是電壓過高時，電容器的內部游離會很大，會產生局部放電；當時長期在高壓環境下工作的電容器保護無功輸出時會大大增加；長時間下去會導致電容器被擊穿，失去保護作用，造成更大的故障。

5 繼電保護的故障分析

5.1 電流互感飽和故障分析

對于繼電保護影響最大的因素就是電流互感器。在實際應用中，隨著用電設備的用電量不斷增大，使得供電設備和線路負荷增大，意外情況下發生短路，這時的短路電流會很大，假如發生短路的線路位置靠近用電設備，短路電流可能瞬間會達到用電設備額定電流的100倍以上。在正常使用中，過大的電流互感器誤差會隨著一次又一次的短路電流值的增大而增大，最終會導致電流互感器失去效用，起不到保護作用，若是電路在此時發生故障，會造成無法估計的損失，甚至會使整個供電系統癱瘓。

5.2 開關保護設備的選擇不當

對于繼電保護設備來說，開關的額選擇也是一項很重要的工作，因為這直接關系到繼電器保護的反應時間和準確性。出于對供電成本的考慮，多數配電站的開關站都會建立在用電密集的地區，也就是說，變電所一般會建立在居民用戶的附近。因此，必須使用負荷開關在組合合適的繼電保護器作為整個供電系統開關站的保護設備。

5.3 輸電線的選擇不當

就輸電線的問題發生故障，一般而言是發生在個人用戶。某些用戶使用的輸電線不能達到國家規定的安全級別，在使用大功率電器時很容易發生用電故障。還有一種情況就是，輸電線的老化問題，經過長時間的使用，尤其是在室外使用，輸電線老化之后，遭遇雨雪天氣時，造成繼電保護器跳閘。因此，及時檢修線路，更換破損的供電線路是十分有必要的。

6 結束語

文章對110kV變電所的繼電保護應用做了一定的闡述說明，聯系實際生活中供電系統的繼電保護方法及技術，分析各種繼電保護器的工作原理和使用的工作環境。現階段，國內的110kV供電所的繼電保護應用已經比較成熟，既能保障人民群眾的用電安全，也能最大程度上供應用電。在繼電保護器未來的發展問題上，隨著信息化智能化的進程，越來越高效的繼電保護器會出現，更能夠滿足110kV變電所繼電保護的應用。

參考文獻

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作者簡介：聞成漢（1988，7-），男，黑龍江大慶人，工作單位：大慶油田有限責任公司電力集團供電公司中心試驗所繼電保護室，職務：技術助理，研究方向：繼電保護。