220kV 變電站繼電保護改造中存在的問題及解決措施

韓懈 國網江蘇省電力有限公司揚州市江都區供電分公司

在電力用量不斷增加的今天，繼電保護的方式也在不斷地完善和進步，目前的220KV 變電站繼電保護裝置能夠滿足大部分的電力供應。當然這也存在著一定的不足和問題。需要我們及時、有效地去發現問題并解決問題，避免因改造問題的隱患導致供電中止的問題發生。當電力網絡和設備出現問題的時候，利用繼電保護裝置是目前最有效的方式，它能夠更好地解決問題并將故障問題集中到電力監控中心，一旦系統無法正常運行，則能夠快速響應，發送信號，提高故障的解決效率。

一、繼電保護的應用分析

在技術應用的帶動下，電力技術應用水平也在不斷地上升。變電站的繼電保護系統隨著技術的應用水平得到了快速地發展。它有效地將電力系統中對于系統的檢測、保護以及數據通信和遠程操控綜合為一體。通過繼電保護系統能夠將電力網絡中的每個單元的信息快速進行回傳，尤其是故障問題，能夠及時進行反饋，帶動工作人員進行響應。通過這套繼承系統可以實現電力系統管理的網絡化和信息化。而其中的核心關鍵點就是計算機系統，通過將其與繼電保護系統相互結合、配合使用，能夠更加快捷有效地提升系統在運行過程中的穩定性和安全性[1]。而且隨著技術的升級和應用，人工技能等技術也逐步融入電力網絡技術的應用中，更好地對電力網絡的使用進行檢測和評估，對大量的數據信息進行管理和控制，配合對應的數據邏輯思維，能夠對線路的運行狀況進行評定，從而提升電力工程管理的效率和質量。目前這套系統已經廣泛地應用于現代化的電力系統管理中。

二、影響220KV 變電站發展的相關因素

（一）電感耦合

在變電站運行中，隔離開關動作干擾往往會給設備運行帶來一定影響。這主要是因為在對隔離開關進行操作時，高壓線主線會有一定電流通過，導致線纜四周產生強磁場，這樣一來二次電纜周邊也會產生一定密度的磁通，使其回路受到影響，干擾高電壓，從而給整體設備的正常運行帶來不良影響。

（二）接地故障

變電站運行當中，內部設備基本都會產生極大電流，且會受到外部因素的影響，所以必須落實設備接地，以保證設備安全。但其中依然無法有效避免接地故障，致使電流通過變壓器中性點，在接地網絡的傳輸作用下回流到故障的位置，這樣一來，電網中就會產生較高電勢差，不但會降低設備工作效率，還會影響設備運行狀態。

（三）雷電

變電站運行時會帶著一定電荷，因此一旦遇到雷雨天氣則可能會因為雷擊問題變電站帶來不良影響。在這之中，雷電的電荷會與變電站的電荷相互作用，致使供電網絡電荷泄露，電纜屏蔽層被觸發，出現瞬時高頻流，增強干擾電壓。由于電纜中的干擾電壓是處在無序流動狀態中的，這就會給繼電保護設備帶來巨大影響，甚至受到嚴重破壞，危害整個電力體系。

（四）過渡電阻

過渡電阻主要指在某些介質經過的過程中，一些線路產生的放電現象。通常電壓會因為過渡電阻、諧波電流等方面的影響出現小幅跌落，雖然整體故障現象并不明顯，但卻會給繼電保護帶來一定影響。在實現保護動作時，如果應用阻抗值進行，就會出現距離保護超過動作的情況，這對于差動保護來說，就會引起較大制動電流，難以正常開展差動動作。

三、關于220KV 變電站繼電保護改造中的問題

（一）線路問題

電力系統中會存在著一定的短路電流。尤其是在距離電源相對較遠的位置，隨著距離的拉大抗阻就會增加。在同一組的電源數據中出口的短路電流與其電力系統的整體規模和運行情況有直接的關系，隨著電力系統的增加，線路中的電流總數就會增加進而超出額定電流，甚至達到數倍之多，這就會造成電流互感器出現飽和的情況出現。而在這個過程中短路僅僅是一個非常短暫的現象，其最終的影響會作用在電流互感器的飽和速度上。一旦電路出現短路，就會引起保護設置的拒動情況。而要實現對電路的保護就需要通過主變電保護設備來切斷故障，這種模式不僅會延長故障的時間也會增加故障的覆蓋范圍，從而降低供電的穩定性，對整個設備的安全使用產生影響。

（二）勵磁涌流

這是一種存在于變壓器內部的現象，如果變壓器處于充電空載的狀況下，就會造成變壓器內部的鐵芯因為出現磁通突變而出現阻礙的情況繼而產生了勵磁涌流的情況。這種不定期的作用力會不斷增加變壓器內部勵磁涌流的情況，隨著這一情況的加劇，并逐步達到其額定電流的幾何倍數，此時變壓器內部的時間衰減系數就會降低。尤其是在變壓器容量越大的情況下，其時間衰減的系數就會加劇，進而增加其發生勵磁涌流的時間[2]。

（三）雷電影響

220KV 變電站在正常運行過程中變電站自身會存在一定的電荷，而且該電荷的荷載量較高。如果是在雷雨天氣環境下，如果變電站缺少對雷電等因素的保護，就會很容易出現電擊事故。而且變電站自身的電荷會與雷電中的電荷相互影響，一旦發生碰撞就會出現雷電中的電荷向供電網絡流入，給電纜的屏蔽層帶來較大的高頻電流。這些高頻電流會因此二次設備電纜感應到干擾電壓，而這些電壓又會在電纜中處于無序流動的狀態繼而對繼電設備產生影響。如果雷電影響較大的話，還會直接造成電力設備的損壞，繼而給整個電力網絡系統帶來損失，所以必須加強相關的安全防護工作，避免此類問題的發生。

四、關于220KV 變電站繼電保護改造中問題的解決方案

（一）增設二次回路，并增加檢查工作力度

在科學技術的帶動下繼電保護裝置也不斷地向著更加完善的方向發展，從而能夠有效地避免因為不穩定的保護性能裝置觸發的誤保護操作的情況。而出現這種錯誤保護情況的主要原因在于：第一，電纜中的絕緣體的防護性能下降或者是電纜端口的端子接觸出現銹蝕情況，繼而造成線路短路導致跳閘的情況發生。第二，由于工作人員的操作失誤導致的，作業人員對于保護壓板的操作錯誤造成誤保護觸發的情況。第三，二次電纜之間的回路接觸存在問題造成的。由于電力系統中所使用的線管設備無法滿足電力繼電保護的正常需求，導致電力系統出現頻繁跳電的情況。所以，必須強化對繼電保護設備的維護和維護工作。通過完善維修工作，來提升繼電保護裝置工作的有效性。這里值得注意的一點是，目前電力系統中對于繼電保護裝置的芯片研究已經相對成熟，因此在對設備進行檢修的過程中不必對芯片進行檢查，有效減少了檢驗工作量。

（二）關于技術改造與電力穩定性

為了進一步提升電力系統運行的穩定性，需要對電力網絡的線路進行排查針對使用時間較遠、存在較大的問題線纜，而且無法滿足電力系統的穩定運行要求，就需要及時對線路進行更換，一般來說會采用CKJ或是CKF 等微機保護和集成電路對傳統的電力網絡進行配合整改，通過這種方式仍能夠實現對線路故障的反饋，從而提升整個繼電保護系統的網絡化指令傳遞和控制速度，提升網絡系統運行的穩定性。可以采用集成化的PMH-42/13 的母線來逐步替代傳統的220V 的母線保護[3]。在直流電流系統中所產生的脈動系統數值較大，進而造成晶體管和微機電保護裝置出現異常的情況。這時可以選擇使用更具可靠性以及輸出交流分量較小的繼承系統，目前市場上的集成電路硅整流設備能夠有效地解決這一問題。

針對雷電季節所出現的直流失電的情況，可以先在戶外的端子箱中將段子更換為陶瓷材質，并且對二次回路裝置進行整改，加設一道分路開關。以降低雷電環境下的直流失電的情況發生。在進行維修整改的過程中需要對二次回路中的標識進行重新梳理和設置，確保各類標識的準確性和完善性。能夠清晰、準確、直觀的表達出各個回路的情況。對二次回路進行梳理檢查，降低在改造過程中出現回路搭接錯誤的問題。在對繼電保護裝置改造的過程中還應當注重對設備進行檢查，確保對應設備運行的穩定性和可靠性，注重對設備的維護和檢修，確保設備的日常運行正常。當然在設備選用的過程中還要注重設備的采購成本，如何在成本、性價比最優的前提下，滿足各項電力網絡設備的使用要求，實現經濟性實用性最優化的目的。

（三）變電器設備的保護

保護變壓器是確保電力通信以及監控系統的穩定運行的一種基礎的電力設施，也是目前在智能化控制構建中的一個非常重要的構成內容。目前在變壓器保護裝置中，僅保護流程就有專門的20 多項，其目的就是為了能夠實現對施點電流進行有效地模擬，而且也能夠對開關量提供相應的支持。在進行變壓器的保護工作中，可以針對其使用的環境和狀況，對保護裝置進行分布式的設置，通過這種不同的配置方式，能夠實現對變壓器的差動保護，也能夠在后續地集中安裝以及后備保護工作中進行使用，提升整體的保護效用。

（四）降低接地電阻

在電力設備運行當中，要保證基本的正常性，就必須落實接地保護，而接地電阻一般則會給設備運行帶來一定影響，這是由于變電站為了保證避雷效果和設備運行效率，會大量使用互感器和避雷器，因此就會產生較大電流和電磁。所以在日常繼電保護改造當中，就必須適當減少接地電阻，降低電流效應，防止設備在運行中產生故障，提升抗干擾能力，強化運行效率，確保整個繼電保護系統的正常運行。

（五）加強對電力通信范圍的管理，降低轉換節點

隨著技術的升級和優化，目前自動化技術的應用水平得到了快速地提升，不僅能夠有效地降低其使用的經濟成本投入，而且在技術方面以及利潤方面都能夠達到優化。這也促使了信息化、自動化技術在電力行業的應用得到了廣泛的推廣，而且在后期的運行過程中能夠有效地降低運行的故障。借助自動化技術的優勢，可以及時將電力網絡中的故障問題進行回傳，讓工作人員可以直觀的、準確地找到故障點，實現點對點的故障解決[4]。在日常維修的過程中自動化系統的故障發生率較低，主要是后臺監控的故障比較常見。出現這種問題的原因在于工作人員在進行故障排查檢修的過程中，無法自行解決故障問題。所以必須要強化對監控設備的應用，通過減少不必要的節點轉化，增加通訊的便利度，為電力系統的供電穩定提供保障。

五、結束語

在電力使用量持續增長的今天，電力運行的穩定性關系到千家萬戶和企業的平穩發展。由此可見繼電保護裝置系統對于電力網絡設備的穩定運行有著非常關鍵的作用和價值意義，也給電力供應提供了基本保障。所以在進行繼電保護改造的作業階段，需要不斷對現階段所存在的問題進行分析和整理，并提出對應的解決方案，給電力系統的穩步運行提供基礎保障。