110kV變電站的繼電保護應用

蘇晴 王嶼蕃 孫鵬

如今隨著特高壓、智能電網的不斷建設，電力系統安全問題逐漸被暴露出來。雖然智能化變電站在逐步普及，在電力系統運行方面得到了更高效的運轉，但其安全問題依然存在著一些隱患，因此繼電保護的應用必須得到重視。那么其意義究竟體現在哪些方面，其具體的應用內容有哪些，未來又會呈現什么樣的發展趨勢，正是本文的寫作目的所在。

一、繼電保護的意義

如今電能已成為我們日常生活中不可替代的清潔能源，城市的運轉與企業生產也需要用到電力，電力系統出現微小的故障，都會對我們的生活、生產活動造成非常大的影響。隨著經濟社會的飛速發展，人們日常生活中對電力的需求不斷增加，因此加大對變電站繼電保護系統的建設不僅是經濟社會發展的需要，更是電力系統安全穩定運行的內在需求。此外，在電力運行過程中，也經常會出現一些安全問題，這與電力設備的增加不無關系，而這種安全問題如果經常發生則會導致城市運轉癱瘓，對企業的生產效益也會造成巨大的損失，有時甚至還會危害到人們的生命安全。因此無論從哪方面來說，確保電力系統的穩定運行是一件非常重要的事情，而其中繼電保護的應用則是確保其正常運行的關鍵。同時，為了滿足如今不斷增加的用電需求量，高壓輸電線路也在不斷增加，這些都會給電能的正常傳輸帶來很大的影響。而當電力系統出現異常時，繼電保護裝置的穩定正確運行，能有效減少故障帶來的損失，并確保電力企業的經濟效益，這也是繼電保護的意義所在。

二、設計原則

從上文中可以看到繼電保護應用的重要性，而在實際的運用過程中卻需要注意一些事項，比如其繼電保護系統必須滿足變電站的具體配置要求，否則其作用便得不到有效的發揮。其應用中所需要遵循的原則如下：

（1）在運用繼電保護之前，必須對變電站系統故障提前進行了解，根據其發生的特點來對繼電保護系統進行配置。例如目前大部分的變電站已經實現了信息化，因此可以根據這一特點，來對電力系統中一些設備進行監控，然后通過對搜集來的數據與信息進行分析，來判斷故障發生的具體情況，從而有針對性地進行繼電保護。

（2）在對繼電保護系統進行設計時，還需要提前了解變電站保護對象的電壓與重要等級，這樣才能確保其設計的合理性。通常而言，對于電壓在110kV以上的變電站，除了需要進行繼電保護以外，還需要運用到主保護以及備用保護，這樣才能充分確保變電站保護的效果。而其中通過主保護裝置可以迅速實現跳閘，從而減少故障區域所帶來的損壞。而正常運行的線路則借助于繼電保護與后備保護來得到實現。而如果繼電保護裝置發生故障時，其相鄰的部分就會進行延時跳閘，從而對故障區域進行切斷。

三、應用分析

1.變壓器的繼電保護

對于110kVkV變電站來說，變壓器是其最核心的設備，它能將高等級的電壓進行轉換，從而形成另一等級的電壓，滿足于不同種類的用電需求。而隨著人們用電需求的不斷增大，也就無形中增加了變壓器的工作壓力，而如果其電壓超過所規定的負荷，那么就很可能會造成系統故障的問題出現，其變電站的工作也會因此難以正常運行。所以對于變壓器的保護是十分必要的，而運用繼電保護則是其中非常有效的一種保護方法。要確保繼電保護得到有效的施行，首先必須確保每一個變壓器都有著自己的接地保護系統。在系統正式運轉之前，通常繼電保護設備會設置成零序電流進行接地保護，而隨著變壓系統的運行，繼電保護設備就會對整個電力系統進行采樣，一旦判斷系統出現故障，變壓器中所流經的電流量就會超過所規定的最大值，這時繼電保護設備在收集到這一情況時就會自動切斷電流，從而對整個系統形成保護，避免一些安全事故的發生。其中值得說明的是，在繼電保護設備中，通常會將電流繼電器接在變壓器的其中一段，這樣就能時刻檢測到系統運行中的電壓情況，而一旦其電壓超過負荷，隨之就會發出信號。

2.斷路器的繼電保護

在確保電力系統運行安全的過程中，斷路器所發揮的作用也非常明顯，它能在系統出現故障后，及時地切開電源，從而避免電力安全事故的發生，因此對于斷路器的繼電保護也同樣非常重要。在斷路器中運用繼電保護裝置，就能通過對其內部相關元件的保護從而確保斷路器能正常地向設備發出跳閘命令，進而在確保斷路器得到良好運行的情況下，保障整個電力系統的安全運轉。此外需要注意的一點是，在電力運轉的過程中，如果斷路器中的元件出現故障，那么借助繼電保護裝置就能繞過故障元件向最近的斷路器發出跳閘命令，這樣便能使發生故障的元件與電力系統相脫離，從而減少其所造成的損壞。

3.線路的繼電保護

線路故障也是整個電力系統中經常會存在的一種故障，在110kV的變電站中，母線是其主要的導體，而在對其進行接線時，很可能會出現誤接的現象，造成母線并聯的問題發生。除此之外，如果由于用電需求量過大，那么整個電力系統就會呈現超負荷的情況，母線中經過的電壓也會隨之增大，因此造成安全事故的幾率也會增加。而在母線上安裝了繼電保護裝置后，其保護裝置就會依據線路中的最大電流以及電壓負荷來進行專門的調整，從而確保線路運行的安全，避免負荷過大的情況發生。值得注意的是，在線路發生故障時，繼電保護設備不僅會發出警報信號，而且還可以暫時保持系統的運行。此外，運用單相接地的保護方法還可以對健康運行的線路電流進行控制，避免線路故障的問題發生。

4.繼電保護系統的調試

以上對于繼電保護的運用進行了詳細的敘述，而實際上想要確保其正常運行，確保電流負荷的正常，還必須對其系統進行調試。所以在電力系統開始運行之前，必須運用繼電保護裝置進行調試工作，對其系統內的電流以及電壓等進行檢測。此外，如果電力系統中的一些元件出現了問題，比如發電機、變壓器、母線等，那么通過繼電保護系統就能及時發出信號，接受到信號的維修人員就能及時對出現故障的部位進行維修，這樣就能保障正常供電的持續性。同時如果在運行過程中電壓超過了標準值后，借助于斷路器就能對系統進行斷電，從而減少大的損害發生，而這些都需要經過調試才能確保其正常的運行。

四、發展趨勢探討

如今隨著信息技術的不斷普及，大部分的變電站已經實現了數字化、智能化與網絡化。而通過這些技術，就能對整個電力系統的運行進行實時的監控與智能化的管理，而其中很大一部分數據信息還可以實現共享，從而促進各級變電站之間的互聯。目前對于110kV變電站的繼電保護已經是相當成熟，其技術的應用也逐漸穩定，而隨著信息化的發展，一些新建的變電站已經實現了數字化的保護。因此在未來，繼電保護與智能化保護相融合是其主要的發展趨勢，在實際運用中也將向安全、共享、簡易、靈活等特點靠攏，而數字化繼電保護也將得到更迅速的普及與更深層次的應用。

五、結語

綜上所述，對110kV變電站實行繼電保護不僅是社會經濟發展的需求，更是電力企業提升經濟效益的需要。而如今隨著數字化變電站的建立，在繼電保護應用過程中的效率與質量也得到非常大的提升。相信隨著信息化技術的不斷運用，以及變電設備的不斷更新與發展，未來電力運行的持續性與安全性都將得到顯著進步。