110kV變電站繼電保護的故障與對策

王喆 李永欽 孫洪濤

摘 要：近幾年我國電力系統發展進程不斷加快，變電站為了提升其運行質量，要結合實際應用要求落實更加系統的繼電保護管理模式，從而建立具有時效性的故障處理機制，促進變電站應用工作的全面進步。在110kV變電站繼電保護工作落實的過程中，難免會出現故障問題，為了提升其應用和運行質量，要結合故障問題進行原因分析，并采取具有針對性的處理措施，從而確保繼電保護能發揮其實際作用，提升110kV變電站運行的可靠性。

關鍵詞：110kV變電站;繼電保護;故障與對策

引言

智能電網是世界電網發展的方向，智能變電站是智能電網的樞紐和核心。智能變電站采用先進、可靠、集成的智能化設備，以全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化為基礎，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和檢查等功能，其特征是一次設備智能化、二次設備網絡化、通信平臺標準化。

1智能變電站結構

智能變電站按照IEC61850標準，采用3層兩網結構，3層即站控層、間隔層和過程層，兩網即站控層網絡和過程層網絡，智能變電站層架構如圖1所示。站控層設備主要包括監控主機、操作員站、數據通信網關、數據服務器和綜合應用服務器等，間隔層設備包括保護裝置、測控裝置和故障錄波等，過程層設備包括智能終端、合并單元和智能組件等。過程層設備將交流模擬量、直流模擬量、狀態量就地轉化為數字信號，通過過程層網絡把數字信號傳輸給上層，并接受和執行上層下發的控制命令。間隔層設備采集本間隔一次設備的信號、控制操作一次設備，并通過站控層將相關信息上送給站控層設備和接受站控層設備的命令。站控層可實現對全站一、二次設備進行監視、控制以及與遠方控制中心通信。

2智能變電站繼電保護裝置配置方案

2.1110kV及以下電壓等級線路保護配置方案

對于110kV及以下電壓的變電站可以有兩種形式對線路進行保護，一種是主變保護形式，另一種就是后備保護形式。在使用主變保護形式的過程中要結合雙套配置的方法一起進行，因此，線路中的MU配置與線路保護不僅要相匹配，同時也要將雙套配置方法有效應用才可以。單套配置方法也可以有效的應用在智能終端處，但是在此過程中，要將單獨網絡應用在與主變保護之間的聯系上。相關工作人員要充分的了解和掌握線路保護的需求，在系統中將電壓采樣記錄好，因為電壓采樣在一定程度上可以為MU間隔將母線電壓MU進行有效的整合，從而在對間隔保護的過程中將電壓以及電流間隔進行科學合理的組合，在很大程度上有利于減少因為網絡間隔而造成延時的狀況，進而在間隔單元中就將網絡對時有效的完成。除此之外，相關工作人員在SV網絡上采集電壓信號，在很大程度上使得網絡延時時間得到切實有效地降低，進而減少了不必要的網絡資源浪費現象，滿足了繼電保護裝置的具體要求。110kV電壓等級線路保護裝置主要采用的是以點對點的方式對線路進行保護，以此在線路和母線的ECT以及EVT上獲得電流和電壓。

2.2主變保護配置方案

（1）單套主變保護配置。變壓器保護在響應速度上具有較高的可靠性、高效性以及安全性，因此，將主變保護和后備保護分區開來，制定出一個科學合理的單套配置方案將差動保護轉變為主變保護，并有效地將光纖與變壓器的各種電壓等級側智能終端進行有科學合理的單元合并以及連接;而后備保護裝置將各種電壓的等級側備保護建立了一個保護合一裝置，并在此基礎上有效地應用了光纖與各電壓等級側的智能終端以及MU連接。在使用主變壓器對繼電保護的過程中，要求其具備優良的采樣同步以及響應速度快等特點，大部分時候都是采用光纖構成的組網方式，在很大程度上有效實現了設備采樣以及設備跳閘。在主變保護的單套配置方案中，智能終端將硬接線與開關進行有效的連接，而MU則將一次配置直接接入到現場。在配置方案中，主變保護的后備保護動作則是在母聯以及分段開關上進行的，而變電站低壓側的主變保護以及后備保護在變電站母線保護上也是一樣的存在，因此，將多套保護裝置有效地安裝在母聯以及分段開關上，以此有效地提高后備保護的安全性以及可靠性。有效地采用直接采樣以及直接跳閘的方式，在一定程度上有效的減輕了硬件冗余;采取GOOSE網絡在低壓側中有效的實現對設備的保護以及信息傳輸情況，在一定程度上使得網絡冗余變得較大，進而可以采取網絡跳閘的直接方式將后備保護有效地應用到母聯以及分段開關上。（2）雙重化主變保護配置。雙重化主變保護配置一般都是在雙母線接線形式上應用，在此過程中各電壓等級側的智能終端以及合并單元都需要雙配套裝置共同使用。有效地使用直接電纜跳閘的方式能夠將非電量保護得以實現，而有效地將非電量時延就可以有效地應用到非電量保護。雙重化主變保護配置在很大程度上使得每一套裝置都具備主變保護和后備保護，電壓等級側配置也可以有效地應用雙重化標準

3110kV變電站繼電保護的優化對策

3.1優化產品源頭管理

為了從源頭提升110kV變電站繼電保護效果，相關人員要對設備進行初始質量驗證和分析，確保能集中檢查設備的質量合格證書，利用復核的方式提升具體工作的質量，避免源頭質量失衡造成的影響，打造更加合理的質量監督平臺。另外要落實崗位責任制，建立專崗專人源頭質量監督工作，從而維護110kV變電站繼電保護的基本水平。

3.2優化潛在故障排查

為了提升110kV變電站繼電保護的實際水平，要對潛在故障予以及時性排查和處理。一方面要踐行全壽命周期管理規范，確保能及時進行故障的檢索和糾察，并且依據故障問題落實相應的處理方案，從而減少故障造成的經濟損失;另一方面要進行定期的檢查，結合110kV變電站繼電保護工作情況落實周檢、月檢以及年檢等，從而保證及時發現問題后優化處理效果，最大化提升110kV變電站繼電保護的效率。

3.3完善運行故障處理方案

第一，開關拒合故障處理。要著重分析產生問題的原因，然后結合實際情況落實相應的處理措施。若是因為在繼電器連接中出現了回路連接不當的問題，會出現延時閉合等問題，此時只需要對線路進行改良即可，盡量避免合閘過程對電流產生沖擊，從而確保供電負荷能在約束范圍內，且能降低沖擊電流，提升保護裝置的應用效果。第二，針對主變差動保護問題，要借助重新連接的方式避免運行不當，確保報警信號能發揮其作用，從而進一步提升其故障處理效果。值得一提的是，在實際操作中，要對設備參數、設備保護限定數值等進行集中的核對和校準，從而減少故障率。第三，針對低壓側近區故障處理。要盡量結合110kV變電站繼電保護的實際要求，在低壓側集中增設對應的過流保護裝置，依據裝置完成限流速斷等操作，配合低壓出線速斷處理方案建立完整的應用體系。值得一提的是，若是高壓側出現閉鎖過流等問題，則需要利用限時速斷和過電流分析等方式完善處理機制。一方面利用限時速斷和出線速斷對本側予以控制，另一方面利用過電流處理維持出口限跳的合理性。結合低壓側母線故障問題以及出線近區故障問題落實對應的動作，從根本上減少故障造成的影響，打造更加完整的繼電保護運維方案，實現經濟效益和管理效益的雙贏。

結語

綜上所述，采取有效地繼電保護方案在很大程度上有利于提高智能變電站設備在運行過程中的安全性、可靠性以及高效性，對智能變電站的發展具有十分重要的作用和意義。相比較傳統的、單一的繼電保護技術來說，智能變電站技術具有更多的優勢，它將信息共享技術、通信技術、計算機技術、檢測技術等有機的融合到一起，進而避免了信息“孤島”的現象，以此有效的提高了對變電站保護的及時性以及高效性，在很大程度上為人們提供了優質的用電服務。

參考文獻

[1]王鳳鯤，趙建華.110kV智能變電站繼電保護配置方案的研究[J].科技創新導報，2018，15（30）：4，6.

[2]申雪娜.姚村110kV智能變電站繼電保護系統的設計及應用研究[D].華北電力大學，2017.

[3]田濤，紀文濤，王丹.110kV智能變電站繼電保護若干問題研究[J].現代工業經濟和信息化，2016，6（15）：45-46.