變電站繼電保護缺陷分析及消缺措施研究

王兵兵

摘要：隨著變電站建設的不斷深入，繼電保護系統開始大范圍投入智能變電系統中，成為變電輸送和電力管理中的重中之重。該系統能夠利用自動投切裝置實現變電調配，依照信息交互中的關鍵數據實時調整變電站運行狀態，全面提升了變電站的安全效益和經濟效益。但受環境因素、技術因素等影響，繼電保護系統可能會出現誤動或拒動，嚴重時甚至退出運行，致使變電站發生重大事故。消除變電站繼電保護缺陷，降低智能控制風險已刻不容緩。

關鍵詞：變電站;繼電保護;缺陷分析;消缺措施

引言

為了有效確保配網運行的可靠性，及時解決配網運行故障，降低配網運行故障的危害程度，當下配網運行中都專門性設置了配網繼電保護裝置。因此，如何才能有效控制及處理變電站繼電保護裝置的運行故障值得深入探討。

1變電站繼電保護設備的結構組成

以傳統變電站為例，繼電保護設備硬件設計采取插件結構，基于硬件平臺針對不同的保護對象加載相應軟件實現保護功能。1）中央處理器：聯系與控制各個模塊，確保設備正常運行并完成預定的各項功能。2）模擬量采集模塊：采集電壓電流等模擬量，通過輸入變換、濾波、保持、多路及數模轉換等環節實現模擬量與數字量之間的轉換。3）數字量輸入模塊：收集觸點信息，做好設備間的光電隔離和緩沖。4）數字量輸出模塊：實現保護動作，發出跳合閘或告警信號。5）電源模塊：提供設備工作電源。6）數據通信模塊：實現與其他設備或網絡層間的數據傳輸。7）人機交互模塊：顯示設備信息，便于工作人進行操作。

2變電站繼電保護缺陷分析

2.1干擾故障

干擾故障是繼電保護裝置運行中比較多見的一類故障，主要是由于靜電干擾或電磁輻射干擾所造成的一類運行故障。在日常使用一些類型的通信裝置與設備期間會不可避免地產生一些電磁輻射，由于繼電保護裝置本身具有比較高的靈敏性，所以這些電磁輻射會影響繼電保護裝置的正常運行，如使其出現錯誤動作，進而會對電力系統運行質量帶來不利影響。

2.2外界因素

光纖通信技術被廣泛應用于智能變電站，但是受光纖通信技術應用范圍持續擴大的影響，可能造成變電站繼電保護裝置遭受不同程度的破壞，難以保證其運行有序性。結合智能變電站生產設備可發現，生產設備所處自然環境存在缺陷是造成智能變電站機電保護安全性不足問題的主要原因，尤其是現有的電力生產設備均需要使用光纖完成連接，一旦光纖受損則直接影響電力生產效率。

3變電站繼電保護的消缺措施

3.1檢查方法

智能變壓器繼電保護故障采用傳統檢查方法效果欠佳，往往無法確定繼電保護故障原因。公司在處理過程中利用層次分析（Analytic Hierarchy Process）逐步排查，在變電站繼電保護缺陷致因分析基礎上形成有效模型關聯，按照項目經驗及專家建議設定缺陷權重，從最終風險比重出發逐步拆檢、測試，確定造成繼電保護故障的關鍵致因。

3.2做好二次回路巡檢工作

，為了進一步有效地防范及處理變電站內部繼電保護故障，還要注意定期對繼電保護裝置以及相關電力系統的二次回路開展檢修及維護管理工作，具體包括對二次回路的實際工作狀態進行實時檢查及維護管理，保證可以及時將相關繼電保護裝置的故障隱患排查出來并加以有效處理，確保繼電保護裝置可以始終保持正常運行狀態。

3.3過流電限定保護

智能變電站運行中會受到外界因素的干擾而出現電流過載的問題，容易引發線路或變電站相關一次設備出現過電流，也即電流過負荷，從而導致故障發生時繼電保護誤動或者拒動，影響系統穩定性和可靠性等一系列問題。因此，可以在根據智能變電站中設計電壓限定延時，以實現每個間隔終端電流的準確測量，一旦發現負荷問題，及時對系統進行調整，實現對系統的過流電限定保護。

3.4保護裝置異常消缺

在保護裝置異常處理過程中應及時更換老化及損壞元件，由專業技術人員進行處理時需先退出保護系統，避免出現由運行更換造成的系統燒毀或變電故障。而保護功能異常處理過程中則應根據實際原因在不影響繼電保護可靠性的基礎上增加保護裝置或保護元件。

3.5優化組網結構

在智能變電站中，通過對過程層交換機進行靜態組播、VLAN等技術進行流量控制，可以提高網絡帶寬利用率，減少交換機負載及網絡轉發延時，確保信息交換的時效性和有效性。以母差保護為例，母差保護和各間隔智能終端設備的信息交換量較大，對智能變電站繼電保護系統的母線制定保護方案時，必須有效使用母差保護裝置收集智能終端的數據信息，為實現繼電保護目標構建良好基礎。但是實際工作中，技術并不能完美解決保護需求，使用該技術會導致母差保護裝置的實際容量降低，影響智能網絡的穩定運行。為此，應合理使用VLAN或靜態組播技術，降低網絡風暴發生的可能，確保保護信息交換的時效性和有效性，提升保護系統的安全性和穩定性。

3.6靈活選擇故障診治方法

（1）短接法。該種故障診治方法是對繼電保護故障范圍進行縮小的一種常用方法，具體就是將回路當中的一部分或一段采用短接線的方式接入，以此來判斷相應的故障處于短接線范圍之外或是之內。該種故障診治方法主要適用于對電流回路開路情況，或者電磁鎖失靈情況等進行判斷。（2）元件替換法。該法主要是采用正常的繼電保護系統元件來將出現故障問題的元件替換下來，以此來縮小故障診斷的范圍，提高故障診斷效率，是現階段繼電保護故障診斷及處理中比較多用的一種診斷方法。（3）儀器法。主要是借助繼電保護裝置測試儀這種專用的設備對變電站的繼電保護裝置的運行情況進行檢測，以此可以高效地或缺相關的繼電保護裝置運行工況。

結束語

變電站繼電保護消缺過程中應根據不同原因對癥下藥，形成合理的處理方案，這樣才能夠從根本上提升繼電保護系統的安全性、穩定性和可靠性，實現繼電保護效益的最大化。

參考文獻

[1]曾柳中.變電站繼電保護缺陷分析及消缺措施研究[J].電氣開關，2021，59（03）：77-80.

[2]姜存進.變電站繼電保護的作用及常見故障處理策略探析[J].電子制作，2021（10）：80-81+73.

[3]李連尉，陳世鈞，朱龍.論變電站繼電保護的工作原理及價值作用[J].中國設備工程，2020（21）：130-131.