沈超凡

摘 要：電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)被廣泛的應(yīng)用。本文結(jié)合110kV的變電所為研究對象，對繼電保護(hù)發(fā)生的故障進(jìn)行分析，同時(shí)對繼電保護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以更好地維護(hù)電力系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：l10KV變電所；繼電保護(hù)；保護(hù)配置

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和社會(huì)生活的日益豐富，人們的生活水平也得到了相應(yīng)的發(fā)展，用電量也隨著生活的提高而變得越來越大，這就要求電力設(shè)備系統(tǒng)必須持續(xù)更新以配合電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大。電力系統(tǒng)可以平穩(wěn)運(yùn)行主要依靠繼電保護(hù)裝置來保護(hù)其安全。因?yàn)?10kV繼電保護(hù)裝置主要保障變電站的安全運(yùn)行，所以研究110kV繼電保護(hù)的故障極具現(xiàn)實(shí)意義。

一、繼電保護(hù)與故障原因分析

1.繼電保護(hù)

在目前的電力系統(tǒng)中，一旦被保護(hù)的元件和系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)故障問題，則應(yīng)當(dāng)有該設(shè)備和元件的控制繼電器保護(hù)裝置迅速的產(chǎn)生動(dòng)作，將故障迅速的切除或者自我處理，同時(shí)與其距離最近的斷路器也會(huì)及時(shí)的發(fā)出跳閘指令，使得已經(jīng)發(fā)生故障的電力設(shè)施和元件從電力系統(tǒng)中分離出來，從而降低設(shè)備對整個(gè)電力系統(tǒng)造成的損壞和影響，并滿足了一些特定電力系統(tǒng)工作要求。繼電保護(hù)裝置是目前電力系統(tǒng)中的一項(xiàng)準(zhǔn)確的反應(yīng)電氣設(shè)備不正常工作狀況的關(guān)鍵，根據(jù)這些不正常工作情況以及設(shè)備維護(hù)條件分析，從而發(fā)出不同的警告信號，以便通知工作人員進(jìn)行及時(shí)的處理與修復(fù)，或者也可以由保護(hù)裝置自我進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化，從而將一些可能會(huì)引起安全事故的電氣元件和設(shè)備及時(shí)的更換和切除。

2.繼電保護(hù)常見故障分析

（1）電流互感飽和故障。電流互感器的飽和對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的影響是非常之大。隨著配電系統(tǒng)設(shè)備終端負(fù)荷的不斷增容如果發(fā)生短路，則短路電流會(huì)很大。如果是系統(tǒng)在靠近終端設(shè)備區(qū)的位置發(fā)生短路時(shí)，電流可能會(huì)達(dá)到或者接近電流互感器單次額定電流的100倍以上。在常態(tài)短路情況下，越大電流互感器誤差是隨著一次短路電流倍數(shù)增大而增大，當(dāng)電流速斷保護(hù)使靈敏度降低時(shí)就可能阻止動(dòng)作。在線路短路時(shí)，由于電流互感器的電流出現(xiàn)了飽和，而再次感應(yīng)的二次電流小或者接近于零，也會(huì)導(dǎo)致定時(shí)限過流保護(hù)裝置無法展開動(dòng)作。當(dāng)在配電系統(tǒng)的出線過流保護(hù)拒絕動(dòng)作時(shí)而導(dǎo)致配電所進(jìn)線保護(hù)動(dòng)作了，則會(huì)使整個(gè)配電系統(tǒng)出現(xiàn)斷電的狀況。

（2）開關(guān)保護(hù)設(shè)備的選擇不當(dāng)。開關(guān)保護(hù)設(shè)備的選擇是非常重要的一項(xiàng)工作，現(xiàn)在的多數(shù)配電都在高負(fù)荷密集的地區(qū)建立起開關(guān)站，也就是采用變電所一開關(guān)站一配電變壓器的供電輸電的模式。在未實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)自動(dòng)化的開關(guān)站內(nèi)，我們應(yīng)當(dāng)更多地采用負(fù)荷開關(guān)或與其組合的繼電器設(shè)備系統(tǒng)作為開關(guān)保護(hù)的設(shè)備。

二、110kV變電所繼電保護(hù)配置

1.對變壓器的保護(hù)

主變保護(hù)采用微機(jī)型保護(hù)，配置的保護(hù)有差動(dòng)、高壓側(cè)后備、中壓側(cè)后備、低壓側(cè)后備、非電量保護(hù)。差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳主變?nèi)齻?cè)斷路器。差動(dòng)保護(hù)采用多CPU結(jié)構(gòu)，防止因CPU異常時(shí)保護(hù)拒動(dòng)。

高壓側(cè)復(fù)合電壓閉鎖方向過流保護(hù)，設(shè)二段二時(shí)限，兩段均可選擇帶方向或不帶方向帶方向，第～時(shí)限跳開中壓側(cè)斷路器，第二時(shí)限跳開變壓器各側(cè)斷路器。方向元件電壓取自高壓側(cè)。高壓側(cè)復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)，設(shè)一段一時(shí)限，延時(shí)跳變壓器三側(cè)斷路器。

高壓側(cè)零序方向過流保護(hù)（指向變壓器，CT接高壓側(cè)套管CT），設(shè)一段一時(shí)限，跳變壓器三側(cè)斷路器。

高壓側(cè)中性點(diǎn)零序過流保護(hù)，設(shè)一段一時(shí)限，跳變壓器三側(cè)斷路器（CT接中性點(diǎn)CT）。高壓側(cè)中性點(diǎn)放電間隙保護(hù)（包括零序電流和零序過壓），保護(hù)設(shè)二時(shí)限，第一時(shí)限跳開本側(cè)斷路器，第二時(shí)限跳開變壓器各側(cè)斷路器。零序過壓保護(hù)要求取外接3UO。

中壓側(cè)復(fù)合電壓閉鎖方向過流保護(hù)，保護(hù)為二段式，一段帶方向，二段不帶方向，每一段帶三個(gè)時(shí)限，第一時(shí)限跳開本側(cè)母聯(lián)斷路器，第二時(shí)限跳開變壓器本側(cè)斷路器，第三時(shí)限跳開變壓器三側(cè)斷路器。方向元件電壓取自高壓側(cè)。中壓側(cè)復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)，設(shè)一段一時(shí)限，延時(shí)跳變壓器三側(cè)斷路器。

低壓側(cè)復(fù)合電壓閉鎖方向過流，保護(hù)為二段式，每一段帶三個(gè)時(shí)限，第一時(shí)限跳開本側(cè)母聯(lián)斷路器，第二時(shí)限跳開變壓器本側(cè)斷路器，第三時(shí)限跳開變壓器三側(cè)斷路器。高、中、低側(cè)各裝一套過負(fù)荷保護(hù)，動(dòng)作發(fā)信號。高壓側(cè)啟動(dòng)冷卻器的過負(fù)荷保護(hù)，接點(diǎn)啟動(dòng)冷卻器。高壓側(cè)閉鎖有載調(diào)壓的電流保護(hù)。非電量保護(hù)包括：主變本體，重瓦斯跳閘，輕瓦斯發(fā)信號。有載調(diào)壓開關(guān)保護(hù)繼電器，動(dòng)作跳閘。壓力釋放1，壓力釋放2動(dòng)作跳閘，或發(fā)信號。主變溫度動(dòng)作跳閘和溫度高發(fā)信號。速動(dòng)油壓繼電器跳閘，或發(fā)信號。主變油位信號。有載開關(guān)油位信號。冷卻器全停后經(jīng)油溫高延時(shí)跳閘和冷卻器全停信號。

2.110kV輸電線路的保護(hù)

（1）110kV線路配置三段相間距離、接地距離保護(hù)，四段定時(shí)限零序方向過流保護(hù)，三相一次重合閘。后備保護(hù)采用遠(yuǎn)后備方式。

（2）光纖分相電流差動(dòng)保護(hù)：主保護(hù)配置1套光纖分相電流差動(dòng)保護(hù)，后備保護(hù)采用遠(yuǎn)后備方式，為三段相間距離、接地距離保護(hù)，四段定時(shí)限零序方向過流保護(hù)，三相一次重合閘。線路在空載、輕載、滿載條件下，在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生金屬或非金屬性的各種故障時(shí)，保護(hù)應(yīng)能正確動(dòng)作。在保護(hù)區(qū)外發(fā)生金屬或非金屬故障時(shí)，保護(hù)不應(yīng)誤動(dòng)作；區(qū)外故障切除，區(qū)外故障轉(zhuǎn)換，故障功率突然倒向及系統(tǒng)操作等情況下，保護(hù)不應(yīng)誤動(dòng)作；被保護(hù)線路在各種運(yùn)行條件下進(jìn)行各種倒閘操作時(shí)，保護(hù)裝置不得誤發(fā)跳閘命令。

110kV線路配置三相一次重合閘裝置，要求重合閘能實(shí)現(xiàn)檢同期合閘、檢無壓合閘和不檢查合閘，檢壓元件可用同名相線電壓，也可用相電壓。

3.對35kV線路的保護(hù)：采用微機(jī)型三段式相間距離保護(hù)，三相一次重合閘，并具有低頻減載功能。

4.對l0kV線路的保護(hù)：微機(jī)型電流速斷保護(hù)，過電流保護(hù)，三相一次重合閘，及小電流接地選線及低周、低壓減載功能。

5.對35kV電容器：采用微機(jī)型過壓、失壓保護(hù)及電流速斷、過電流保護(hù)，并設(shè)分相接入差壓保護(hù)。

三、結(jié)束語

110kV繼電保護(hù)設(shè)備是保障我國的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要條件，只有保證我國的繼電保護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行和減少故障的出現(xiàn)，我國的電力系統(tǒng)才會(huì)得到長足的發(fā)展與進(jìn)步，才能為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步提供源源不斷的動(dòng)力。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步增長，社會(huì)對電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定提出了更全面和更立體的要求，只有更加深入的了解變電設(shè)備出現(xiàn)故障的原因，才能有針對性的提出解決的方式和方法，才能更好地服務(wù)于我國的電力系統(tǒng)的發(fā)展。所以，掌握110kV繼電保護(hù)設(shè)備故障出現(xiàn)的原因和具體的解決策略具有極大的現(xiàn)實(shí)意義。

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