500kV變電站繼電保護故障及解決對策

國網福建電力檢修分公司 林 煒

隨著電力行業的持續發展，500kV變電站的使用規模不斷擴大，不僅可提升電力資源運行的安全性與穩定性，還可最大限度地滿足電力行業的運行需求。考慮到500kV變電站繼電保護的特殊性，在實際運行的過程中往往會受到運維、檢修等環節的影響而提升繼電保護故障出現的概率。因此在電力系統運行過程中應加強對500kV變電站繼電保護故障的解決，從而為電力行業的可持續發展奠定基礎。

1 繼電保護分析

電力系統在運行過程中往往具有相對復雜的組織架構，這會在一定程度上提升運行狀態把控的難度，同時對相應的專業技術也提出更高要求。繼電保護的開展會涉及到發電系統、輸電系統及配電系統等多個環節，其中還會包括較為復雜的子系統，并在此基礎上為每一個環節的正常運行提供保障，為用戶的用電安全奠定基礎。同時因電力系統組織結構較復雜，其中各個元件間往往都會存在一定的內在聯系，因此如不具備完善的保護機制，一個元件出現故障很容易導致整個電力系統的癱瘓[1]。針對這樣的問題，電力系統中使用的電力元件應具備足夠安全性與穩定性，最大限度避免因元件發生故障而對電力系統運行產生不利影響。在元件出現故障時需第一時間針對故障點存在的問題進行處理，并及時檢查電力系統繼電保護設備的運行狀態，避免正常用電受到影響。

實際上，電力系統元件出現故障是難以避免的，因此電力系統故障維修人員也需具備較高的綜合素質與應急能力，從而確保可及時完成故障定位并落實有針對性的處理措施。值得注意的是，故障處理的效率與時間將會在很大程度上影響到元件的損毀程度，處理得越慢元件受損程度也就越深，因此相關技術人員應盡可能提升維修效率，避免對電力系統造成二次傷害。由此可得出，繼電保護工作實際上就是通過相關功能設備來保證在最短的時間內對電力系統中存在的故障問題進行定位、診斷與修復，以保證電力系統的穩定運行[2]。

2 500kV變電站繼電保護中存在的主要故障

絕緣干擾故障。在繼電保護裝置運行過程中需實施一定的防護和隔絕，通常會采用相應的絕緣材料加以防護[3]。但經過長時間運行后，很多絕緣材料沒有進行及時的維護與更換，從而導致老化、破損等問題的出現，引發絕緣干擾故障。首先在潮濕的環境下繼電保護很有可能難以發揮其應有作用，同時還會引發短路故障，限制電力系統運行的可靠性；其次在繼電保護裝置中會有一部分元件容易受到電磁干擾，因此如沒有在該環境下做好防護措施就會很容易受到強烈電磁干擾而無法正常運行，整體保護機制的安全性和穩定性也會受到不利影響；隨著使用時間的增加，繼電保護設備還會因為絕緣性能降低而引發設備故障，最終影響保護設備的正常使用。

互感器二次回路故障。在繼電保護裝置運行過程中，其作用的發揮會在很大程度上受到電壓互感器二次回路運行情況的影響，一旦其存在安全性以及穩定性方面的問題，就會大大提升電網系統電力故障出現的概率。結合實際運行情況看，電壓互感器二次回路存在的問題主要包括：中性點接地方式問題。發生該情況會導致互感器二次回路出現十分明顯的異常；電壓不穩定問題。會對電壓回路的正常運行產生直接影響，并逐步降低繼電保護裝置判斷的準確性。

繼電器觸點故障。在電力系統運行過程中各設備間往往存在著十分緊密的聯系，因此只有保證各個設備的良好配合，才可確保整體系統的正常運行。繼電器在整體系統中起到十分關鍵的作用，因此其運行頻次相較于其他設備也會更高一些，這就會在很大程度上導致運行觸點故障的發生。結合實際運行情況看，引發該故障出現的主要元素包括觸點材料質量不達標、觸點環境條件較差、觸點負荷量超出承受范圍以及受到的電量過多等，一旦出現以上情況就會造成繼電器觸點的粘連，在嚴重時還會進一步影響到相鄰的觸點，最終造成繼電器出現故障。

絕緣器件故障。繼電保護裝置內部具有著十分突出的精密性與復雜性，因此在設備與線路的布置上也是比較集中的。在這樣的情況下，經長時間運行后就很容易累積大量靜電以及設備周圍會出現大量灰塵，進而會在很大程度上限制設備性能的正常運行。與此同時，在出現絕緣器件故障時還會導致繼電保護裝置不能在第一時間發出反應，甚至還可能會發出錯誤指令。

3 500kV變電站繼電保護故障的有效解決對策

3.1 細化線路維護方案

500kV線路保護在變電站繼電保護工作中發揮了十分關鍵的作用，為確保保護作用的穩定實施，在其中應設立完善的獨立完整保護裝置以確保系統的穩定運行。在開展集成線路保護時應充分實現主保護與后備保護的有機結合，以最大限度地提高電力系統數據信息的傳輸效率，并為后續的信號保護工作提供參考。在這樣的情況下，應針對系統運行情況配置完善保護方案并完成對相關數據的采樣。與此同時，在對雙重化配置方案展開落實時應注重掌握單元優勢，如，在變電站系統運行時就需通過電壓互感器等設備完成電流、電壓等的采集工作，以保證數據分析的有效性。此外在進行母線保護時，如出現失靈啟動的問題就需在故障問題分析中對變電系統傳輸方案展開分析，促進線路保護有效性的有效提升。

3.2 針對特殊設備設定明確的保護要求

針對500kV變電站繼電保護系統實施相關保護時應明確特殊設備的具體要求，并有效落實相應的技術方案。在直流電源設置過程中應有效落實雙重保護系統，并有效通過合并單元、職能終端等實現電源的轉化，從而確保500kV變電站繼電保護系統的正常運行。在合并單元系統中應充分注重相互性及電力性的提升，優化電力保護設備的運行質量。在智能終端系統的維護中，應針對500kV電路增強變電站繼電保護系統的穩定性。同時在設置壓板保護裝置時加強主保護與后備保護的充分結合，進而充分提高500kV變電站繼電保護系統應用的穩定性與可靠性。

3.3 加強先進技術投入

在電路系統運行過程中，整體性能的發揮及穩定性的保障將會對繼電保護裝置運行效果產生直接影響。因此在進行電力系統繼電保護工程時應重點加強先進技術的投入，從而有效提高設備運行的整體性能，并針對其中存在的故障與問題提出解決措施。然而，結合當前實際情況看，雖然信息技術水平的提升給予繼電保護裝置更廣闊的發展空間，但也在很大程度上引發了不同設備間的差異問題。因此在開展變電站繼電保護前應重點對設備類型加以審查，確保設備的質量需求和性能可滿足系統運行的實際需求。在開展繼電保護裝置安裝時還應有效明確其安裝流程和安裝標準，并對安裝過程中具體的時間等進行記錄，為后續設備到期更換等提供參考與支持。在繼電保護裝置實際運行過程中還需定期做好設備養護工作，進而最大限度避免元件老化及脫落問題對系統運行質量造成不利影響。

3.4 落實完善的檢測與維修制度

提升繼電保護裝置運行質量是避免故障發生的重要手段，因此在采購相關電子元件時應重點加強對其質量的檢驗，并充分按照設計要求完成產品的選擇。只有對產品規格、型號及各方面技術參數進行嚴格把關才能確保其運行質量得到保障。針對采購人員還可建立完善的崗位責任制，一旦出現電子元件質量問題就應及時追究采購人員責任，以保證采購工作的嚴格開展，同時還可進一步降低后期運行中出現故障的概率。為提高繼電保護運行效率，還需在現有基礎上進一步落實完善的檢修維護制度，同時保證對裝置類型、外部環境、檢修周期、檢修方式等因素展開綜合考量。

此外，還應針對電力系統檢修維護人員開展定期或不定期培訓，一方面有助于提升其專業技術水平，另一方面還可促進其安全意識與質量意識的提升，增強對機電設備檢修維護工作的重視程度。在實際開展檢修維護工作時，可針對各環節有效落實事先檢修、事中檢修及事后檢修，并結合具體運行情況對檢修方式進行調整，從而在保證檢修效率的同時實現成本投入的最小化。還可將全壽命周期管理制度引入到繼電保護裝置運行管理中，進而從采購、安裝、使用、檢修、報廢等多環節入手，從根源上提升繼電保護裝置運行的安全性和穩定性。