110 kV微機繼電保護及其故障處理

（國家能源集團云南電力有限公司大寨分公司，云南曲靖 655800）

作為電網系統運行的核心，變電站的穩定運行對整個電網系統的穩定與安全具有深刻影響，其直接關系電能輸送的效率與質量。變電站廣泛應用于電網系統中，為確保電力輸送的穩定性，應做好變電站的繼電保護工作。110 kV微機繼電保護是變電站保護的重要單元，從變電站運作過程來看，110 kV變電站繼電保護裝置在實際運作中會出現多種故障，降低變電站輸配電的安全性、穩定性。因此，規范處理繼電保護裝置故障已經成為變電站穩定、高效運行的關鍵。

1 110 kV微機繼電保護作用

一方面，通過繼電保護裝置，能準確判斷系統運行故障。在變電站運行中，可通過保護裝置對系統出現的故障問題進行快速檢測和判斷，隨后在考慮保護定值的基礎上，根據運行動作出發設備跳閘保護，能有效地防止設備發生更大的運行故障。另一方面，面對突然發生的故障問題，繼電保護裝置可以在較短的時間內進行運作。在運作的過程中，110 kV微機繼電保護裝置能控制變電站的運行行為，發揮繼電保護裝置的安全保護作用，有利于變電站的穩定運行[1]。

2 110kV微機繼電常見故障

2.1 元件故障

相比于傳統的繼電保護設備，110 kV繼電保護裝置的保護功能較為突出，但在實際應用中也會出現部分故障。元件故障是110 kV繼電保護裝置常見故障類型，此類故障的形成與兩個因素有關：第一，元件本身存在一定質量問題和缺陷，如在110 kV微機繼電保護裝置元器件生產中，生產廠家對于產品質量控制不當，使后期設備類型不匹配，元件質量故障的概率增加。第二，設備維護不規范引起元件故障。在變電站繼電保護裝置長期運作中，灰塵、塵埃顆粒等會在接線焊接處堆積，易導致導電通道引發故障，使得繼電保護系統及裝置的絕緣性受到干擾，影響邏輯元件的控制性能和整體的保護效果。

2.2 電流互感器飽和

電流互感器保護是110 kV微機繼電保護裝置最常見的故障類型，在變電站運作中，配電系統設備的終端負荷處于持續增大狀態，使得設備運行中易產生較大的短路電流，增加設備的短路風險。從110 kV微機繼電保護過程來看，若設備在運行中產生了短路電流，瞬間的短路電流約為額定電流的100倍，此時電流互感器的電流出現飽和情況；當瞬時電流消失或趨于零時，過流保護裝置無法運行，此時電力保護系統繼電保護的效果會受到影響。在配電系統運作中，一旦發生過流保護拒絕動作，在配電所內，相應的進線會立即做出保護動作，整個配電系統會出現斷電問題。

2.3 開關保護故障

開關保護設備是110 kV微機繼電保護裝置的重要組成，在變電所整體布局中，工作人員會從多個層面考慮，對配電開關站的位置進行系統規劃。目前，高負荷且密集度高的區域多設置有配電開關站，在供電模式選擇中，“變電站-開關站-配電變壓器”供電、輸電模式的應用較多[2]。在實際運作中，應確保繼電保護系統的正常運作，提升開關設備保護效果，還需要連接負荷開關與繼電器設備。

在開關控制過程中，如果供電負荷變小，沖擊電流會受影響隨之變小，此時開關保護裝置無法正常啟動；隨著負荷的不斷增加，系統中的沖擊電流逐漸增長，此時保護裝置被觸發啟動，開關出現拒合故障。除該因素外，開關所處電路短路、開關節點焊死、合閘卡死等均是誘發開關拒合故障的重要原因，其會給繼電保護裝置的正常運作造成較大影響。

2.4 低壓側近區故障

當低壓側近區發生短路問題時，繼電保護系統中的電流逐漸增大，此時較大的電流會對變壓器的運作造成影響，降低了變壓器的穩定性。當變壓器低壓側近區發生短路故障時，變壓器本身會受到較大影響，導致變壓器內部故障。應注意，110 kV微機繼電保護裝置在實際應用中還存在一定的隱形故障，如直流回路絕緣下降導致直流接地等，隱形故障與預防不到位有較大關系。

3 110 kV微機繼電保護裝置故障處理

現階段，繼電保護裝置在變電站電網系統中的應用不斷深入，應進一步提升110 kV微機繼電保護裝置運作效率與質量，實現電網系統相應設備的有效保護，須注重以下故障處理方法的應用。

3.1 元件故障處理

110 kV變電站運作中，采用檢查更新元件法對繼電保護裝置進行檢修，可及時發現老舊或者損壞的元件，針對繼電保護裝置、電力系統的穩定運行具有積極作用。在元件故障檢查更新中，應注重具體操作方法的控制：一方面，當元件或插件出現未知故障時，需通過直觀法對繼電保護的故障進行檢測；在實際檢測中，可對開關的拒合或拒分狀態進行系統觀察，以分析確定故障原因。通常，元器件的故障多為電力系統內部故障，當繼電器設備顏色或者氣味異常時，表明存在元件故障。另一方面，確定系統為元件故障后，須通過替換法更換元件，直至故障消失。短接法在故障元件檢修處置中有一定應用，且該方法主要用于回路開放故障或者電磁鎖故障的檢查。

3.2 電力差動保護

在基爾霍夫電流定理下，110 kV微機繼電保護裝置可以開展電力差動保護。該保護工作的作用機理為：變壓器正常工作或出現區外故障時，可將其視為理想變壓器，此時變壓器流入、流出電流的電流值相等。正常情況下，差動繼電器沒有動作；當變壓器出現內部故障時，兩側會向故障點提供短路電流，此時差動繼電器開始運作，實現電氣元件的有效保護。

3.3 開關拒合故障處理

開關拒合故障對整個系統的穩定運作具有直接影響。從故障形式來看，開關拒合的本質在于時間繼電器在連接過程中，未能將延時閉合常開的接點連入回路。在故障處理中，對于開關拒合故障的處理，應注意改變開關設備的運作方式，可通過對沖擊電流的控制，確保開關及時合閘。應注意開關拒合故障處理不能從根本上消除沖擊電流的影響，但其能促進限時保護裝置作用的充分發揮，確保設備不受電流沖擊的影響。

3.4 低壓側近區故障處理

變壓器對于瞬時沖擊電流的防御能力較弱，在應對大電流沖擊過程中，變壓器可承受的時間較為有限，因此，應重視低壓側母線故障的及時處理。科學合理地設計過流保護設備能為低壓側近區故障處理創造良好條件。過流保護設備能達到限流、及時斷流的作用，變壓器運作中，一旦高壓側閉鎖過流的靈敏度高于低壓側母線，則可對低壓側過流狀況進行劃分處理，形成限時速斷和過電流兩段。限時速斷需要與出線速斷配合，依次實現本側限跳、總出口的綜合管理。

隱形故障具有難預防、難處理的特點，采用110 kV微機繼電保護裝置進行變壓器保護，應加大日常檢查工作，避免繼電保護系統中的隱形故障。

4 110 kV微機繼電保護裝置應用的注意事項

4.1 明確繼電保護系統的配置方案

基于繼電保護系統在110 kV微機變電站的保護作用，在變電站工作開展中，應注重繼電保護系統配置方案的整體規劃和布局。繼電保護系統配置方案包含人員、設備兩個層面的規劃。就人員布局而言，應選擇具有扎實理論水平、豐富工作經驗、有較高職業素養的電力工作人員，要求工作人員在考慮繼電保護煩瑣性和特殊性的基礎上，對110 kV微機繼電保護裝置進行系統檢查，消除繼電保護裝置的故障。在設備布局中，應從注重繼電保護裝置元器件、控制開關、高低壓側母線等資源的配置。在元器件配置中，應加強元器件的前期檢查，從源頭上保證繼電保護裝置應質量，提升繼電保護整體性能。

4.2 明確故障解決方法

電力工作人員系統掌握110 kV微機繼電保護裝置故障處理方法，對排除系統故障具有積極作用。現階段，繼電保護裝置故常檢修包含替換法、直觀法、短接法、檢修更換原件法、逐項代替法和微機保護法。

在微機繼電保護裝置檢修中，應根據具體的故障表現選擇合理的故障處理方法。例如，當保護裝置的元件出現問題時，可通過替換法進行故障排查，及時地更換老舊零件，確保繼電保護系統的穩定運作。直接法具有簡單、方便的操作特點，采用直接法進行繼電保護裝置故障處理時，工作人員可憑借較為扎實的工作經驗，對相應的故障問題進行判斷，明確具體故障位置以及原因，給予針對性處置。直觀法在開關拒合狀態故障處理中應用較多；短接法可用以縮小故障范圍，實現電磁故障的有效處理；在限定時間內，采用檢修更換元件法能降低元件故障概率，對于繼電保護裝置的穩定運行具有積極作用。

5 結語

繼電保護裝置對于110 kV變電站的穩定運行具有深刻影響。電力工作者應充分認識到110 kV變電站繼電保護裝置的實際作用，在掌握繼電保護裝置常見問題的基礎上，嚴格落實繼電保護裝置配置方案，有針對性地對繼電保護裝置相應的故障進行處理，發揮110 kV變電站繼電保護裝置的作用，以實現電力資源的高效運輸，促進電力行業的穩步發展。