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摘要:近年来,电网建设和发展持续进行,110kV变电站数量越来越多,110kV变电站的继电保护是一项非常重要的项目,根据110kV变电站的运行状态,通过在合适位置和线路上设置继电保护装置,可以及时切断故障设备或者线路,避免发生大范围的停电事故,并且减少故障损失和破坏力。所以应重视110kV变电站继电保护故障问题,科学有效地进行处理,提高110kV变电站运行安全。
关键词:变电站;继电保护;故障;应对措施
一、继电保护的分类、组成和作用
1.1分类
其一按照保护动作原理来进行分类,可以分为功率方向保护、低电压保护、过电流保护、瓦斯保护、距离保护等;其二,按照被保护对象进行划分,可以分为有输电线保护、主设备保护;其三,按保护功能进行划分,可以分为短路故障保护、异常运行保护;其四,按保护装置运算处理的信号量可以分为模拟式保护、数字式保护。
1.2组成
其一,测量元件测量比较部分是测量通过被保护的电气元件的物理参量,并与给定的值进行比较,根据比较的结果,给出“是”或“非”性质的一组逻辑信号,从而判断保护装置是否应该启动。其二,逻辑部分继电保护装置按照一定的逻辑关系对故障的范围、类型进行判定,从而确定是否应该发出信号或使断路器跳闸,并将相应的指令传达给执行输出部分,即可完成使命。其三,执行输出执行输出部分根据逻辑部分传过来的指令,完成保护装置所承担的任务。如果逻辑部分传达的是跳闸的指令,执行输出部分便会做出跳闸的动作;如果逻辑输出部分传达的是发出信号的指令,执行输出部分便会发出信号;如果逻辑输出部分没有传出指令,则执行输出部分便不会动作。
1.3作用
其一,在设备和电力系统处于非正常状态或非正常运行时,及时地发出信号,使问题能够得到迅速处理,使电力系统恢复正常运行;其二,当电网发生足以损坏设备的危险时,及时作出处理,使被保护的设备快速脱离电网;其三,使电力系统实现自动化。
二、110kV继电保护存在的故障
继电保护工作中的一个最为薄弱的环节是电压互感器的二次电压回路在供电系统运行时出现故障,继电保护是测量设备的起始点,这个电压附加在保护装置的各相电压之上,各相电压就会产生激烈的变化,引起各个元件产生拒动或误动。当变电站或出口出现故障时,零序电压就比较大,回路负荷阻抗相反就较小,引起回路电流不断增大,电压(流)继电器线圈过热后绝缘体破坏导致线路短路。如果短路持续时间过长就会烧坏线圈,使回路在此处断线,这种情况最为常见。由于铁芯是非线性组件,具有磁饱和性,所以如果一次电流量很大时,励磁电流大幅度就会成倍的增加,而且含有大量高次磁波分量和非周期分量,这样,一次电流就演变成了励磁电流,二次电流几乎为零。现阶段考虑到继电保护装置自身的特点,造成故障的原因可以罗列为:电源问题,电源输出功率达不到就会导致输出电压大幅下降,电压下降过大,电路基准值也会随之变化,还会引起充电时间缩短等诸多问题,进而影响保护装置的逻辑配置,甚至出现逻辑功能判断失误,尤其是在事故发生时有信号继电器、出口继电器、重动继电器等相继动作,就必然要求电源输出有足够的功率。定期检验时,一定要按程序检验逆变电压检验,若出现干扰或绝缘问题,就会使保护装置的抗干扰性能减弱,使用其他无线通讯设备时,一些逻辑元件会产生误动作。
三、110kV变电站继电保护故障的应对措施
3.1变压器后备保护的措施
①采用过流保护。在所有电力设备的电路运行中,任何时候都会有两套完全独立的继电保护装置,分别由两个完全独立的断路器控制进行保护。这样,当一组保护装置或任何一台断路器不能正常工作,另一套保护装置或另一个断路器可安全断开,故障排除。在变压器的低压侧,建立一组过电流保护,两组交流和直流的是相互独立的,这样的设备可以防止原低电压侧过流保护失去作用时变压器缺乏保护。②防止直流电源消失。当所有的变压器保护设备使用同一个直流电源时,如果发生故障导致低电压侧直流电源消失,那么后果不堪设想,可能令保护设备动作失效或断路器拒动,导致变压器损坏。③选择正确的CT位置。在110kV侧紧挨着断路器并且位于母线侧安装变压器差动CT是最佳位置。其优点在于,当110kV断路器的分断失效时,可以马上通过差动保护进行故障的排除。而相间过流CT安装时,必须靠近变压器,使导线、套管在其保护范围内。
3.2对继电保护设备故障采取的措施
①及时更换故障组件。及时发现存在故障隐患的部件,更换成好的或正常规定同规格的元件。这样替换之后,判断是否是组件坏掉导致故障的出现,这样可以缩小故障范围。在处理综合自动化保护装置的内部故障时,经常使用这种方法进行故障排除。如果更换后故障消失,则说明旧的组件存在故障;如果故障仍然存在,根据这种方法在其他位置继续查找故障。该方法可以不断缩小故障范围,可节省时间,减少人力的浪费。②技术参数的比较。即参照法,是将出现故障的设备的技术参数与正常设备的技术参数相比较,根据比较的结果,找出存在故障的具体位置。在布线错误检查、定制校验中进行故障查找时,这种方法很实用。③由于综合自动化变电站大多是无人值班,对有故障的保护装置能远程监控到保护设备故障信号是非常重要的,保护装置在故障情况下应有可靠的手段监视到设备故障信息。
3.3对二次回路故障的防范措施
①加强二次回路绝缘电阻的测定。测定回路的绝缘电阻,是检查电气设备的绝缘状态最简单的方法。通过测定的结果,就可以分析出是什么原因导致电气设备导电部分的绝缘故障,另外,也要格外重视安装在户外的一些设备,包括电流互感器、断路器控制箱、电压互感器以及二次回路与变压器相连的二次端子箱等。因此,现场继电保护人员要重视对二次回路的绝缘检测,防止检测只存在于形式。②加强二次回路的整组试验。在进行正式输电之前,需要经过试验来测试二次回路以及保护装置是否合理,确保安装的质量。在试验过程中,首先要进行必要的模拟故障试验,还要对继电保护装置在正常运行情况下的运行状态进行试验,在正常的工作状态下,检查对保护回路的整定值,确保改值的正确性。另外,在整个试验过程中,要根据试验程序严格的进行,试验中决不允许采取认为操作的方法或者简单的方法对保护装置进行试验。在装置正式使用之前,要保证装置完成整组试验,以此作为装置能够可靠的运行的保证。③110kV变电站继电保护故障处理中的微机保护现在大部分110kV变电站已经实现了微机保护,达到了自动化的目的,对提高电网运行效果具有重要意义。变电站的微机保护系统主要是在继电保护、信号报警、监控等组成基础上,将单片机构成的保护、测控装置在仪表室内接收电流互感器等发出的信号,然后在计算机的辅助下将其转化为有功电度、有功功率等,微机保护可以对变电站内各个构成部分的工作状态进行监控,可以及时的发现问题并且进行有效的修正,而且也可以对继电保护中的一些整定值进行提前的设置。
结语
在110kV变电站当中运用继电保护技术,主要是对各种供电设备的不良影响因素进行分析,然后分析110kV变电站继电保护技的技术要点,如此才能够将不良的影响因素加以改善,还110kV变电站系统一个安全、稳定的运行环境,为社会之中的居民用户、企业单位提供足够的电量,确保正常的生产生活不会受到电能方面的影响。
参考文献
[1]曾文其.浅谈110kV变电站继电保护故障及应对措施[J].中国科技博览,2015.
[2]张晓军.110kV变电站继电保护故障及解决措施[J].中国科技纵横,2014.