探析110KV继电保护故障的处理

探析110KV继电保护故障的处理

袁红斌孟艳卿

国网吉林省电力有限公司四平供电公司吉林四平136000

摘要：本文首先对继电保护做了概述，然后分析了110KV变电站常见继电保护故障，最后详细阐述了110KV继电保护故障的处理措施。

关键词：110KV；继电保护；故障；变压器；输电线路

一、继电保护概述

（一）继电保护的分类

继电保护可以根据不同的标准划分为很多类别，如按照工作原理可以分为功率方向保护、低电压保护、过电流保护、距离保护和瓦斯保护等；按照保护客观对象可分为主设备保护和线路保护；根据继电保护的功能分类，可以分为短路保护、异常运行保护；根据保护装置处理信号类别可分成数字保护和模拟保护。

（二）继电保护装置构成

继电保护装置主要由三大部分构成；分别是测量组件、逻辑构成和执行输出装置。测量组件主要是测量被保护的电气元件的物理参数，通过和标准值进行比较，得出一定的结果，进而判断保护装置是否应该启用。逻辑构成主要指的是继电保护装置对故障的判断要根据严密的逻辑关系，判断出故障范围和类型，进而确定是否发出断路器跳闸信号。执行输出装置主要是执行逻辑构成部分发出的信号，进而完成保护装置的使命，执行输出装置要根据逻辑构成的指令进行相应的动作。

（三）继电保护系统的功能

继电保护，顾名思义是一种保护装置，主要是在电路或电气设备出现故障时，及时发出信号，进而帮助故障保护装置做出规定动作，减小电路不正常运转的危害。电网发生短路或其他故障，极易造成主要设备损坏，继电保护装置可以在设备受损之前，保证被保护设备脱离电网系统。继电保护系统的安装和使用有助于实现电网系统的智能化管理。

二、110KV变电站常见继电保护故障

（一）电压互感器二次回路问题

电压互感器二次回路的运行故障是11OkV继电保护的薄弱环节。作为继电保护测量设备的起点，电压互感器二次接地会形成电压，当此电压叠加到继保装置上的各相电压时，便使各相电压产生相位变化或剧烈增幅，从而引发阻抗元件与方向元件的误动或者拒动。为了达到零序电压定值，工作人员经常把电压继电器中限流电阻短接或者使用小刻度继电器，以减少开口三角回路阻抗。如果变电站内或及出口接地处发生故障，零序电压随之增大，而回路负荷阻抗却较小，回路电流就瞬时变大，电压继电器线圈过热后绝缘体破坏致使整条线路发生短路。一旦短路持续时间过长，就极有可能烧坏线圈，导致开口三角电压回路在此处断线。

（二）电流互感器故障

电流互感器是110kv继电保护与监控系统稳态运行的组成要件。其功能在于真实反映电流的波形，尤其在出现故障时，要准确鉴别电流的大小、相位、波形及其变化率。但是，以往运用电磁感应原理设计成的电流互感器是通过铁心藕合变换一二次电流。因为铁心本身带有磁饱和的特性。当一次电流非常大而存在严重饱和的时候，励磁电流急剧倍增，加之有各种高次谐波分量与非周期分量，致使二次电流严重失真，从而影响继电保护的有效运行。同时，电流互感饱和故障。伴随电力系统设备不断增容，如果系统在近终端区的位置短路时，电流将达到电流互感器单次额定电流的百倍以上。一般而言，在短路状态下电流互感器误差随一次短路电流倍数而剧增，易导致其传变特性变差、继电保护装置失灵，甚至引发整个供电系统断电。

（三）110kv继电保护装置故障

科技的不断进步使得110kv继电保护的设备逐渐转变成计算机控制。较之以往，微机继电保护装置更具自动化与灵敏性，但也可能造成故障问题。其缘由除了电源问题之外，还有干扰绝缘问题与设备静电因素。前者会造成逻辑元件的运行错误，削弱继电保护的有效性；后者因电气设备长期运行而在插件接线焊接点处堆积大量静电尘埃，致使设备两个焊接点间形成导电通道，诱发诸多继电保护故障。

三、110KV继电保护故障的处理措施

（一）实行多重保护措施

1、对变压器的保护

①接地保护。通常情况下，对于110kV以上的中性点可以接入系统中电力变压器，通过装设零序电流来实施保护，并将此作为遍野器主保护的后备保护以及附件元件短路的后备，从而有效地保护大接地系统所造成短路。与此同时，要注意的是，零序电流的分布以及大小和系统变压器中性点接地的位置和台数有密切的关系。

②过负荷保护。在多数情况下，变压器的过负荷波爱护都是三相对称的，因而保护装置也就只采用一个电流继电器，接在一个相上，而且通过延时发挥的作用来反映对称过负荷。

③差动保护。通常情况下，主变的差动属于主变的主保护，所保护的范围就控制在主变三侧的区域范围内，从而在这个领域内所发展的障碍都会随着电流方向的变化而变化，这样就会使得电流差流过差动继电器而实施相应的动作。

④零序过流。由于高压不直接接地系统的接地保护，从而一个系统就只有一个零序电流的定值，若设备没有接地故障的时候，通常零序电流就会小于这个定值，若有接地故障的时候，零序电流就会远远大于这个定值，并进行传递信号或者跳闸，图1为零序短路电路图。

2、110kV输电线路的保护

通常情况下，依据线路长短配置的差异，对输电线路的保护主要有以下几种：

第一，110kV线路配置三段之间的距离是相同的，接地距离保护，四段定时按照零序的方向实施过流保护，三相一次重合闸，然后后备保护往往是按照远后备的形式。

第二，单相接地保护。一般而言，单相接地保护通常是装置在较小电流接地的系统中。倘若出现了单相接地障碍，仅有非常小的接地电容电流，同时相互间的电压也是对称的，所以，也是可以维持暂时的运行。然而，因非故障的对地电压是不断升高的，从而也就会出现非故障相对地绝缘所形成的两相接地短路，致使开关跳闸，与之所伴随的线路停电。凭借单相接地所造成的零序电流产生保护装置动作，同时要进行信号指导。

（二）灵活运用处理方法

1、替换法

替换法主要原理是将被怀疑有问题的元件替换下来，如果替换下来之后故障消失了则说明是该元件出现故障，如果故障没有消失，则说明不是该元件的问题，以此来判断该组元件的好坏，这种方法可以缩小故障发生的范围。

2、短接法

短接法这种方法同第一种方法相似，都可以缩小故障发生的范围，这种方法的主要原理是继电保护中的某一部分被短路线连接，以此来判断发生故障的地方是否就是短接处，若不是，就是在其他的地方，不过，这种方法只适用于回路开路故障和电磁锁故障等。

3、直观法

直接法这种方法主要是用于一些不能用仪器检查的故障或者无法进行元件替换的故障中。这种方法是一种较为简单的处理措施，当开关处于拒分或者拒合的状态时，一般采用这种方法。

四结语

综上，提高110kV变电站继电保护故障处理水平是有效提升电力企业工作效率的关键，也是保护供电主要设备的重要途径，操作人员要采取科学的手段，及时处理继电保护故障，确保电力系统的正常运转。

参考文献：

[1]王飞.电力继电保护故障与处理的研究[J].绿色环保建材.2016(12)

[2]孟富轩.关于电力继电保护故障与处理的研究[J].科技创新与应用.2016(06)