對110千伏變電站繼電保護及自動化系統的分析

馬立強 國網固原供電公司

通常，我們所說的繼電保護裝置指的是當意外發生時，在第一時間對意外進行切除，并同時實現自動化報警。這一系列的操作不僅可以保障人們的安全，同時還可以在一定程度上維護企業的名聲與利潤。文章通過對110千伏變電站繼電保護的任務形式進行科學合理的分析，并通過實際能力對現存的問題提出了保護措施，筆者也根據自身的經驗提出了一些自己的看法，希望能夠給行業發展提供一些有價值的信息，為行業的持續健康發展提供一定的空間。

一、繼電保護的任務分析

當受電保護電力系統相關元件出現不良的情況時，應該讓存在問題的元件所對應的繼電保護裝置對相關命令進行及時準確地控制，以此來保證能夠在故障發生的第一時間由專業技術人員對故障的發生原因進行分析與探討，并在最短的時間內根據實際情況給出相關的解決方案，讓損失達到最低。此外，這種及時的保護措施還可以促使電力自動元件的自身問題最大程度的降低。

對于繼電保護而言，它還可以依靠不同的電氣設備讓其在不同環境下的不同狀態做出不同的反應，并根據設備運行維護條件和非正常工作所存在的不同問題將預警信號在第一時間內發出，以便于相關的工作人員能夠在第一時間發現故障并及時針對和排除，而對于一部分在同一時間沒有發出相應的信號但是仍然執行工作的系統而言，則很有可能會出現危及電力系統的電氣社會，如有這些設備有不正常的情況出現，那么也需要技術人員在第一時間對其進行糾正與整改。

二、110千伏變電站自動化繼電保護中所存在的問題

（一）變壓器后備保護當中所存在的問題

針對變壓器燒毀的不良情況，主要會出現以下幾種狀況。其一，絕大多數變壓器在面對瞬間性質的沖擊電流時，它的具體承受能力和承受之后的效果會表現出不同的狀態，而對于長時間的大電流，它們通常是無法承受的。如果在系統中存在類似于短路的不良情況，并這種短路情況對變壓器的穩定性會有很大的威脅和沖擊，最終可能會導致變壓器燒毀；但加入變壓器低壓側發生了較長時間的短路現象，那么變壓器的內部也會出現不同的問題，最后也很有可能對變壓器造成一些不太好的情況。其二，對于變壓器低壓側而言，其在大部分情況下都缺乏相應無雙重的保護措施，對于真空斷路器，它在失靈的不良情況下也會給系統造成不良的影響。與此同時，如果真空斷路器在分段階段無法發揮其主要的作用，那么工作人員也難以通過這個環節對低壓側故障進行排查。其三，如果故障出現在10千伏的出線間隔，假設配電設備質量沒有達到一定的標準，或者是說配電裝置內部電器間隔距離沒有嚴格按照標準來編排，那么也很有可能會導致母線部位出現故障。

（二）低壓側近區故障

如果短路現象發生在變壓器的出線近區，并且無法在第一時間查處故障的源頭以及解決故障的最佳措施，或110千伏側母線發生了短路現象，這些現象都很有可能會在整個系統中給變壓器帶來很多負面的影響，并很有可能最終導致嚴重的設備事故，為企業帶來不好的影響。

三、110千伏變電站自動化繼電保護策略

（一）變壓器后備保護的具體措施

對于變壓器燒毀的因素，除了會出現壓測母線的不良情況，甚至還會出現相應設備靈敏度提升等各種因素，筆者結合自身的經驗以及當今現存的故障源進行了分析，據分析，總結了以下措施：

1.復合電壓閉鎖過流保護

就目前而言，不管是什么類型的相關設備和相關路線在實際的運行環節中，都需要一套完整獨立的繼電保護裝置，此外，還需要兩臺及以上的完全獨立的斷路器，以此來實現控制和保護的最終目的。如果其中有一套相關的裝備發生了一些類似忽然停止工作的不良現象，那么相應的另一套裝備也會忽然將線路段開，這樣不僅可以以特殊的方式告知給工作人員，同時還可以防止故障愈演愈烈。

對于這種情況，如果低壓母線出現在變壓器的高壓一側，在符合電壓閉鎖過流中發生對低壓側的情況如果有不靈活的情況，那么可以在變壓器低壓側放置兩套過流的保護裝置，并且這兩套保護裝置不論是直流或是交流的狀態，都需要保證其處在獨立的狀態，這樣一來也可以較好的補足之前低壓側過流保護對相應變壓器的合理保護。

除此之外，工作人員更需要通過低壓側先跳以及高壓側后跳的真實狀態對延長低壓側過流系統進行保護措施，這樣就可以達到跳總出口的目的。同時，還可以聯合使用高低壓側符合電壓閉鎖，這樣可以提升高低壓的靈敏度。

2.變壓器在接地后備的保護措施

當我們有規律性的對需要保護的系統進行保護時，可以將相應的延時進行增多，同時也可以把一些原有的不需要銜接的時間空出來，這樣不僅可以把過流保護延伸到放電間隙中，同時還可以在一定程度上節省資源。而對于變壓器過電壓而言，在實際的可勘測效果中，將110千伏母線三相電壓互感器進行科學合理的構建予以建設是十分迫切且必要的事情。此外，還應該要繼續的將一些必要的過流保護進行建立和完善，以此來提升整個系統在實際運行過程中的可靠性和科學性。

3.對CT位置給予正確選擇

在普遍的情況下，就變壓器差動CT而言，其110千伏側最佳的位置應該是要與斷路器緊挨，并且在母線側的那一種。這種做法對于110千伏斷路器在不能發揮最大作用的時候，可以利用差動來保護排除一定的故障，為系統帶來更好的處理方式。在不同的情況下，工作人員可以采取將CT裝于母線側，但是應靠近斷路器。除此之外，在靠近變壓器的相近位置區域，可以安裝相間過流CT，這樣也可以對系統內部的各個有關零件加以保護，對變壓器套管CT也可以優先采用。

雖然CT的位置在很多情況下并不被重視，但是實際上在系統運行的過程中，CT的位置變化甚至會給各個不同的區域帶來不同的作用。基于此，相關的工作人員在對CT位置進行采納建議的過程中，一定要結合不同的情況以及不同電壓器在系統中真正的運行狀況進行考慮，為提供更加可靠的空間奠定一定的基礎。

4.避免支流電源消失

在一個完整的系統中，當變壓器采用一個直流電源進行保護時，如果低壓側故障的同時直流電源消失了，那么一定會給整個系統帶來非常嚴重的后果。比如說某個220千伏的變電站，其容量為150MVA的主變發生的兩次燒毀現象都與直流電源中斷存在直接的關系。這種現象之所以會發生，究其根本還是由于110千伏出現發成故障，進而導致斷路器爆炸，這些比較大型的爆炸不論是對企業的形象而言，抑或是對整個系統的運行而言，都有著極大地不良影響，嚴重時甚至會影響到員工的安全。因此，對于同一個對象，一定要提供合理的兩套裝置，這樣不僅提升了安全性能，同時還能在一定程度上對各個方面負責。

（二）低壓側近區故障的具體保護措施

1.對限時電流速斷保護進行增加

在一般情況下，當出現高壓側復合電壓閉鎖過流，相對于低壓母線而言，通常會出現靈敏度不強的現象，這種現象雖然在短時間內不會給運行的電壓造成大影響，但是久而久之，就會對整個系統帶來安全隱患。因此，可以在低壓側增加一套過流保護裝置，以此來提高其靈敏度。這種保護措施還應該要采取限時速斷。

除此之外，對于原來的過流保護一定要與出現過流進行相應的配合，這樣也能側面的提升相關器械的靈敏度，當故障真正發生時，也可以為不同的裝置帶來較好的保護作用，同時還可以便于工作人員整理與檢查。

2.將母線保護裝置增設

對于低壓母線，如果其存在短路容量的大狀況，并且在變壓器自身承受能力較弱時，將母線保護裝置進行合理的增設不僅可以在小范圍內為企業省下一小筆成本費用，與此同時還可以實現故障排除的最終目的，為企業的長遠發展提供新的條件和思路。

3.將保護級差縮短

在所有的方式方法中，最高效的方式就是縮短保護配合時間級差。這種方式讓設備和系統在運行過程中變得更加的安全，同時還可以減少故障的發生，為相關企業和相關運行系統的長遠發展提供可靠的說法。

四、結束語

總而言之，就目前我國大部分供電系統而言，供電系統在實際的運行過程中，很有可能在不同且沒有規律的時間段出現一些其他的情況是非正常的運行狀況，這些狀況的出現不僅會影響到原來的系統工作，甚至還有可能會給變電站的整體系統帶來一些嚴重的負面影響，基于此，為了能夠更好的保證供電系統在正常情況下的科學性和穩定性，相關人員可在供電系統的運行裝置中將一些繼電保護裝置加入到里面，以此來達到防止故障蔓延對生產生活帶來的不良影響。