220kV變電站繼電保護改造中存在的問題及解決措施

王超

摘要：在社會高速發展的背景下，電網建設工作在持續進行，電網內部結構得到極大的優化。在此背景下220kV變電站繼電保護得到行業人員的重視，其實我國電網結構中較為重要的一環，一旦在運行階段出現問題，將會直接影響到供電效果，還可能出現大面積停電事故，影響民眾生活和工作。因此，需要加強對220kV變電站繼電保護工作的關注度，本文收集大量資源，整理影響220kV變電站的因素并提出優化管理措施。

關鍵詞：220kV變電站;繼電保護;改造工作;管控措施

在國家大力推進基礎建設的過程中，基礎設施得到極大的完善，考慮到當下人們對電能的迫切需求，需要加強對電力設備的關注度，還應該選擇科學的方式進行控制。我國電網建設工作在最近幾年高效推進，現有的電力網絡得到完善，關于220kV變電站繼電保護改造也在持續跟進，對大眾可靠、安全的用電有巨大意義。

一、繼電保護現狀

在我國科技水平不斷提高的今天，電器設備的應用量不斷增加，該變化也增加變電站工作負荷。變電站中的繼電保護系統在網絡技術和現代化技術發展過程中，將電力系統保護、檢測、通信等功能集結起來，讓繼電保護系統可以控制每一操作單元，共享系統運行階段監測到的信息，提高繼電保護系統運行的穩定性。電力系統運行過程中，能否實現有效的控制，關鍵點在計算機系統的操控能力，應該加強信息化技術和網絡化技術的應用強度，提高電力系統運行的穩定性和安全性[1]。

在人工智能技術高速發展的過程中，變電站將其應用到管理工作中，提高電力系統管理工作的智能程度。圍繞電力系統運行控制需求，建立科學的控制體系，提高變電站在信息處理方面的能力，進行針對性控制，強化變電站繼電保護能力。

二、220kV及以上變電站影響因素

（一）接地故障

變電站內部設備運行時間會出現較大的電流，在設備運行期間外界的干擾因素眾多，會對變電站內部設備運行線路形成巨大沖擊，難以讓電路處于穩定的運行狀態，一般需要對變電站設備進行接地操作，從而提高變電站運行的穩定性，保障變電設備安全運行。考慮到變電站設備運行產生大量電流的情況，一般會進行接地處理。但是此種做法仍然難以良好的解決變電站設備接地故障，設備接地仍然會出現很多問題，電流會從變電站中性點經過，隨后會在接地網絡傳輸，經過一系列流程后，最終回到故障點，此時便會形成較大的電勢差，對設備運行造成不小的影響，還會降低設備的工作效率[2]。

（二）電感耦合

在變電站運行期間隔離開關會對設備運行狀態形成干擾，部分隔離開關在應用階段電流從高壓線主線經過，在線纜周圍形成較大的磁場。電纜周圍磁通密度較高，會對二次設備回路形成干擾，導致設備在高電壓的影響下無法穩定運行。

（三）過渡電阻

220kV變電站在運行期間會可能發生接地故障，因過度電阻無法使內部設備處于穩定的狀態、過渡電阻是指介質經過的線路出現放電現象，此時電壓受到過度電阻暫態分量、諧波電流的影響出現小幅度波動，其不會使變電設備出現故障，但是會嚴重影響到氣電保護。在保護動作實施期間，阻抗值有極大的影響，但是仍然可能因距離保護超越動作情況的出現，導致系統無法處于穩定的運行狀況。差動保護會出現較大的制動電流。一般高阻故障可以使用連續電流處理，應用改種方法實現零序保護，利用連續零序差動延時特點，預防高阻接地故障。如果發生高阻接地故障，在線路中會出現電壓跌落值過少的情況，在此種情況下會產生較大的連續電流。

（四）雷電

外界環境因素會對變電站運行形成一定的影響，220kV變電站可能在運行機件受到雷電的干擾無法正常運行。變電站內部擁有眾多設備，在設備運行階段產生較強的電荷，在雷雨季節此類電荷便會增加變電站運行的危險程度，容易引發雷擊事故。變電站自身變帶有一定電荷，容易招惹雷電中的電荷，在雷電電荷的影響下導致順著高頻流出現或對電源屏蔽層造成最大沖擊。相應干擾電壓在電纜中無序流動，導致繼電保護設備無法可靠、穩定的運行。如果電路與設備受到電流的影響較為嚴重，還會損壞繼電保護設備，降低電路系統運行的穩定性。當下應該采取科學的手段，將外界環境因素對變電站運行形成的干擾控制在最低水平。

三、220kV變電站繼電保護屏蔽干擾的方法

（一）過流電限制設施

如果出現超負荷或外部短路的情況，可能與變電設備在運行階段出現電流過載問題有關。在電流過載的影響下，導致智能變電站設備無法處于穩定的運行狀態，在外部出現故障容易發生跳閘的情況，超負荷電流與其他電流存在一定的電流差。為解決電流問題，需要采用過流電線的方式，由此精準的測量過流電電流值。如果出現超負荷電流情況，向智能終端快速發出警報并開展智能保護動作，在智能保護系統作用下，及時啟動保護程序，確保繼電保護系統可以正常運行，不會對電力系統運行造成不良的影響[3]。

（二）變壓器保護設施

將監視和通信兩者有機的結合起來，在該模式下監視保護變電器的運行情況，結合各類電器設備，進行全過程控制。智能化開關是電器單元的重要構成元素，在變電器保護殼中存在大量的保護流程，有20多項標準流程。按照標準流程進行控制，迷你設施電流電壓的運行情況，對開關量也有一定的保護和支持作用。保護變壓器時，應該圍繞變壓器保護需要將保護層調整為分布式模式，在該模式下金小姑娘差動保護工作，還可以使用后備保護和集中安裝等方法，提高變壓器保護設施的應用水平，達到保護電力系統的目的。

（三）繼電保護系統

在220kV變電站繼電保護方面，應該提高繼電保護系統運行的穩定性，還需要調整系統保護方式，將繼電保護系統哈智能化變電站體系有機的結合在儀器，利用縱聯差動模式保護線路，對電壓間隔單元進行控制和保護動作，裝置模式的應用，選擇后備式和集中式相結合的方法，由此可以檢查電力系統的運行情況，達到保護繼電系統的目的。選擇科學的防護手段，在繼電系統運行過程中進行合理的控制，提高系統運行的有效性、穩定性。變電站繼電保護工作尤為重要，選擇智能化手段進行全過程控制，可以及時掌握繼電系統的運行狀況，快速發現系統異常狀態并進行控制。

（四）調整繼電保護設備的電位面

分析220kV變電站內部設備的運行情況，加強對變電站內部設備的控制能力，在當下使用計算機利用監控設備傳回的數據，監控變電站內部設備的運行情況，遠程控制變電站設備。使用計算機監測系統運行情況，便于工作人員管理變電站設備。變電站內部的繼電保護涉筆和電氣設備數量眾多，選擇計算機集中控制相關設備，利用網絡進行全面控制，在相關方式下掌握變電站內部電氣設備和繼電保護裝置的運行情況。調整變電站內部電氣設備和繼電保護裝置的電位面，對設備進行精細化控制，因為兩者的電位面相同，便于管理人員控制設備。在管理過程中還可以及時發現設備出現的故障，結合掌握的問題進行控制。然而，結合以往案例，變電站電氣設備和繼電保護裝置，任何一方出現故障均會對另一方面造成影響，如果問題得不到及時的解決，故障帶來的影響會不斷擴張。在問題發展到一定程度后，會對變電站內其他設備形成不良的影響，降低設備運行的可靠性和穩定性。為提高繼電保護裝置的工作能力，需要分析220kV變電站設備運行情況，還應該積極推進抗干擾和繼電保護工作。

在繼電保護控制方面應該調整繼電保護的電位面，同時將其作為控制電氣設備穩定運行的保障。研究220kV變電站中繼電保護和其他設備的電位差，并進行科學的控制，使其處于合理的區間。在設備故障控制方面，應該加強對設備故障的控制力度，還應該追蹤繼設備的運行情況，采用科學的維護方式進行控制。

（五）控制變電站接地電阻

220kV變電站在運行過程中，應該研究電力設備的運行情況，為使電力設備一直處于穩定的運行狀況，應該關注接地保護工作。在變電站運行過程中，還需要分析接地電阻的應用情況，其也會對系統相關設備形成一定的影響。為了降低外部環境因素對變電站設備運行形成的干擾，提高變電站雷電因素防控能力，姨娘合理的使用避雷器和互感器。按照防護需要確定相關設備的引用數量，在變電站運行期間，應該完成電流效應的規避動作，需要適當的降低接地電阻，將其限制在合理范圍內。在變電站運行過程中，為了更好的規避設備故障，應該加強對電力系統的防控監管能力，防止設備在運行過程中發生故障。選擇科學的方式，降低變電站接地電阻，強化變電站內部設備在抗干擾能力，為設備運行營造安全的環境，讓變電站繼電保護系統穩定、安全的運行。

結語：

在變電站繼電保護方面，選擇過流電限制設施、變壓器保護設施、繼電保護系統、調整繼電保護設備的電位面、控制變電站接地電阻等方式，提高電力系統運行的可靠性。

參考文獻

[1]張霄霄，吳偉強，徐剛，等.變電站繼電保護系統的問題及解決對策[J].電力系統裝備，2020，000（007）：116-117.

[2]楊泳星.變電站繼電保護常見故障與對策分析[J].通信電源技術，2020，198（06）：279-280.

[3]舒詩雄.220kV變電站電壓互感器常見故障及解決措施分析[J].科技資訊，2020，577（04）：41-42.