220kV 变电站继电保护改造中存在的问题及解决措施

韩懈 国网江苏省电力有限公司扬州市江都区供电分公司

在电力用量不断增加的今天，继电保护的方式也在不断地完善和进步，目前的220KV 变电站继电保护装置能够满足大部分的电力供应。当然这也存在着一定的不足和问题。需要我们及时、有效地去发现问题并解决问题，避免因改造问题的隐患导致供电中止的问题发生。当电力网络和设备出现问题的时候，利用继电保护装置是目前最有效的方式，它能够更好地解决问题并将故障问题集中到电力监控中心，一旦系统无法正常运行，则能够快速响应，发送信号，提高故障的解决效率。

一、继电保护的应用分析

在技术应用的带动下，电力技术应用水平也在不断地上升。变电站的继电保护系统随着技术的应用水平得到了快速地发展。它有效地将电力系统中对于系统的检测、保护以及数据通信和远程操控综合为一体。通过继电保护系统能够将电力网络中的每个单元的信息快速进行回传，尤其是故障问题，能够及时进行反馈，带动工作人员进行响应。通过这套继承系统可以实现电力系统管理的网络化和信息化。而其中的核心关键点就是计算机系统，通过将其与继电保护系统相互结合、配合使用，能够更加快捷有效地提升系统在运行过程中的稳定性和安全性[1]。而且随着技术的升级和应用，人工技能等技术也逐步融入电力网络技术的应用中，更好地对电力网络的使用进行检测和评估，对大量的数据信息进行管理和控制，配合对应的数据逻辑思维，能够对线路的运行状况进行评定，从而提升电力工程管理的效率和质量。目前这套系统已经广泛地应用于现代化的电力系统管理中。

二、影响220KV 变电站发展的相关因素

（一）电感耦合

在变电站运行中，隔离开关动作干扰往往会给设备运行带来一定影响。这主要是因为在对隔离开关进行操作时，高压线主线会有一定电流通过，导致线缆四周产生强磁场，这样一来二次电缆周边也会产生一定密度的磁通，使其回路受到影响，干扰高电压，从而给整体设备的正常运行带来不良影响。

（二）接地故障

变电站运行当中，内部设备基本都会产生极大电流，且会受到外部因素的影响，所以必须落实设备接地，以保证设备安全。但其中依然无法有效避免接地故障，致使电流通过变压器中性点，在接地网络的传输作用下回流到故障的位置，这样一来，电网中就会产生较高电势差，不但会降低设备工作效率，还会影响设备运行状态。

（三）雷电

变电站运行时会带着一定电荷，因此一旦遇到雷雨天气则可能会因为雷击问题变电站带来不良影响。在这之中，雷电的电荷会与变电站的电荷相互作用，致使供电网络电荷泄露，电缆屏蔽层被触发，出现瞬时高频流，增强干扰电压。由于电缆中的干扰电压是处在无序流动状态中的，这就会给继电保护设备带来巨大影响，甚至受到严重破坏，危害整个电力体系。

（四）过渡电阻

过渡电阻主要指在某些介质经过的过程中，一些线路产生的放电现象。通常电压会因为过渡电阻、谐波电流等方面的影响出现小幅跌落，虽然整体故障现象并不明显，但却会给继电保护带来一定影响。在实现保护动作时，如果应用阻抗值进行，就会出现距离保护超过动作的情况，这对于差动保护来说，就会引起较大制动电流，难以正常开展差动动作。

三、关于220KV 变电站继电保护改造中的问题

（一）线路问题

电力系统中会存在着一定的短路电流。尤其是在距离电源相对较远的位置，随着距离的拉大抗阻就会增加。在同一组的电源数据中出口的短路电流与其电力系统的整体规模和运行情况有直接的关系，随着电力系统的增加，线路中的电流总数就会增加进而超出额定电流，甚至达到数倍之多，这就会造成电流互感器出现饱和的情况出现。而在这个过程中短路仅仅是一个非常短暂的现象，其最终的影响会作用在电流互感器的饱和速度上。一旦电路出现短路，就会引起保护设置的拒动情况。而要实现对电路的保护就需要通过主变电保护设备来切断故障，这种模式不仅会延长故障的时间也会增加故障的覆盖范围，从而降低供电的稳定性，对整个设备的安全使用产生影响。

（二）励磁涌流

这是一种存在于变压器内部的现象，如果变压器处于充电空载的状况下，就会造成变压器内部的铁芯因为出现磁通突变而出现阻碍的情况继而产生了励磁涌流的情况。这种不定期的作用力会不断增加变压器内部励磁涌流的情况，随着这一情况的加剧，并逐步达到其额定电流的几何倍数，此时变压器内部的时间衰减系数就会降低。尤其是在变压器容量越大的情况下，其时间衰减的系数就会加剧，进而增加其发生励磁涌流的时间[2]。

（三）雷电影响

220KV 变电站在正常运行过程中变电站自身会存在一定的电荷，而且该电荷的荷载量较高。如果是在雷雨天气环境下，如果变电站缺少对雷电等因素的保护，就会很容易出现电击事故。而且变电站自身的电荷会与雷电中的电荷相互影响，一旦发生碰撞就会出现雷电中的电荷向供电网络流入，给电缆的屏蔽层带来较大的高频电流。这些高频电流会因此二次设备电缆感应到干扰电压，而这些电压又会在电缆中处于无序流动的状态继而对继电设备产生影响。如果雷电影响较大的话，还会直接造成电力设备的损坏，继而给整个电力网络系统带来损失，所以必须加强相关的安全防护工作，避免此类问题的发生。

四、关于220KV 变电站继电保护改造中问题的解决方案

（一）增设二次回路，并增加检查工作力度

在科学技术的带动下继电保护装置也不断地向着更加完善的方向发展，从而能够有效地避免因为不稳定的保护性能装置触发的误保护操作的情况。而出现这种错误保护情况的主要原因在于：第一，电缆中的绝缘体的防护性能下降或者是电缆端口的端子接触出现锈蚀情况，继而造成线路短路导致跳闸的情况发生。第二，由于工作人员的操作失误导致的，作业人员对于保护压板的操作错误造成误保护触发的情况。第三，二次电缆之间的回路接触存在问题造成的。由于电力系统中所使用的线管设备无法满足电力继电保护的正常需求，导致电力系统出现频繁跳电的情况。所以，必须强化对继电保护设备的维护和维护工作。通过完善维修工作，来提升继电保护装置工作的有效性。这里值得注意的一点是，目前电力系统中对于继电保护装置的芯片研究已经相对成熟，因此在对设备进行检修的过程中不必对芯片进行检查，有效减少了检验工作量。

（二）关于技术改造与电力稳定性

为了进一步提升电力系统运行的稳定性，需要对电力网络的线路进行排查针对使用时间较远、存在较大的问题线缆，而且无法满足电力系统的稳定运行要求，就需要及时对线路进行更换，一般来说会采用CKJ或是CKF 等微机保护和集成电路对传统的电力网络进行配合整改，通过这种方式仍能够实现对线路故障的反馈，从而提升整个继电保护系统的网络化指令传递和控制速度，提升网络系统运行的稳定性。可以采用集成化的PMH-42/13 的母线来逐步替代传统的220V 的母线保护[3]。在直流电流系统中所产生的脉动系统数值较大，进而造成晶体管和微机电保护装置出现异常的情况。这时可以选择使用更具可靠性以及输出交流分量较小的继承系统，目前市场上的集成电路硅整流设备能够有效地解决这一问题。

针对雷电季节所出现的直流失电的情况，可以先在户外的端子箱中将段子更换为陶瓷材质，并且对二次回路装置进行整改，加设一道分路开关。以降低雷电环境下的直流失电的情况发生。在进行维修整改的过程中需要对二次回路中的标识进行重新梳理和设置，确保各类标识的准确性和完善性。能够清晰、准确、直观的表达出各个回路的情况。对二次回路进行梳理检查，降低在改造过程中出现回路搭接错误的问题。在对继电保护装置改造的过程中还应当注重对设备进行检查，确保对应设备运行的稳定性和可靠性，注重对设备的维护和检修，确保设备的日常运行正常。当然在设备选用的过程中还要注重设备的采购成本，如何在成本、性价比最优的前提下，满足各项电力网络设备的使用要求，实现经济性实用性最优化的目的。

（三）变电器设备的保护

保护变压器是确保电力通信以及监控系统的稳定运行的一种基础的电力设施，也是目前在智能化控制构建中的一个非常重要的构成内容。目前在变压器保护装置中，仅保护流程就有专门的20 多项，其目的就是为了能够实现对施点电流进行有效地模拟，而且也能够对开关量提供相应的支持。在进行变压器的保护工作中，可以针对其使用的环境和状况，对保护装置进行分布式的设置，通过这种不同的配置方式，能够实现对变压器的差动保护，也能够在后续地集中安装以及后备保护工作中进行使用，提升整体的保护效用。

（四）降低接地电阻

在电力设备运行当中，要保证基本的正常性，就必须落实接地保护，而接地电阻一般则会给设备运行带来一定影响，这是由于变电站为了保证避雷效果和设备运行效率，会大量使用互感器和避雷器，因此就会产生较大电流和电磁。所以在日常继电保护改造当中，就必须适当减少接地电阻，降低电流效应，防止设备在运行中产生故障，提升抗干扰能力，强化运行效率，确保整个继电保护系统的正常运行。

（五）加强对电力通信范围的管理，降低转换节点

随着技术的升级和优化，目前自动化技术的应用水平得到了快速地提升，不仅能够有效地降低其使用的经济成本投入，而且在技术方面以及利润方面都能够达到优化。这也促使了信息化、自动化技术在电力行业的应用得到了广泛的推广，而且在后期的运行过程中能够有效地降低运行的故障。借助自动化技术的优势，可以及时将电力网络中的故障问题进行回传，让工作人员可以直观的、准确地找到故障点，实现点对点的故障解决[4]。在日常维修的过程中自动化系统的故障发生率较低，主要是后台监控的故障比较常见。出现这种问题的原因在于工作人员在进行故障排查检修的过程中，无法自行解决故障问题。所以必须要强化对监控设备的应用，通过减少不必要的节点转化，增加通讯的便利度，为电力系统的供电稳定提供保障。

五、结束语

在电力使用量持续增长的今天，电力运行的稳定性关系到千家万户和企业的平稳发展。由此可见继电保护装置系统对于电力网络设备的稳定运行有着非常关键的作用和价值意义，也给电力供应提供了基本保障。所以在进行继电保护改造的作业阶段，需要不断对现阶段所存在的问题进行分析和整理，并提出对应的解决方案，给电力系统的稳步运行提供基础保障。