110kV变电站继电保护的故障与对策

中铁二十局集团电气化工程有限公司 季 委

近几年我国电力系统发展进程不断加快，变电站为了提升其运行质量，要结合实际应用要求落实更加系统的继电保护管理模式，从而建立具有时效性的故障处理机制，促进变电站应用工作的全面进步。我公司所承建西安地铁十四号线110kV外部电源工程主要内容就包括新建110kV学府变，将为十四号线在2021年整体运行提供全部电力保障。

在110kV变电站继电保护工作落实的过程中，难免会出现故障问题，为了提升其应用和运行质量，要结合故障问题进行原因分析，并采取具有针对性的处理措施，从而确保继电保护能发挥其实际作用，提升110kV变电站运行的可靠性。

1 110kV变电站继电保护的组成结构

在110kV变电站继电保护工作中，要借助继电保护单元对被保护设备和元件予以综合分析，结合运行要求落实相应的保护措施，并且能对故障区的问题和故障原因展开分析，从而满足其运行稳定性、可靠性要求。一般而言，110kV变电站继电保护装置主要分为输入环节、测量环节、逻辑分析环节和执行输出环节，各个环节发挥其不同的作用，从而保证相应工作有序落实[1]。

2 110kV变电站继电保护常见故障分析

较为常见的110kV变电站继电保护故障分为产品来源故障、潜在故障以及运行故障。

2.1 产品来源故障及潜在故障

产品来源故障主要是指110kV变电站继电保护系统中因为基础装置和元件质量不达标造成的故障问题，是故障产生的源头；对于110kV变电站继电保护运行过程而言，潜在故障是造成运行稳定性失衡的重要原因，潜在故障会造成大范围的停电事故，需要引起关注。其中跳闸元件运行效果是较为突出的潜在隐患，一旦运行不当或者是潜在故障问题得不到及时解决，就会导致停电问题的发生。

2.2 运行故障

在110kV变电站继电保护工作中，运行故障是最关键的问题，其中开关拒合、电压互感器故障、主变差动保护动作故障等都会造成继电保护功能的失效。

2.2.1 开关拒合

对于110kV变电站继电保护工作环节而言，输出线路会利用电流速断结构和过电流保护结构保证其应用效果符合预期，开关通断和供电区域通断要求有密切的联系，而在开关投入运行后，运行效果决定了整体操作水平。但是随着用电用户数量的增多和用电负荷的增大，这就使得配变容量数据也在增多，其中开关拒合的问题常常出现[2]。究其原因，开关所在的线路会出现相间短路故障、开关节点焊死问题、合闸卡死问题等，都会增加开关跳跃故障产生的几率，使得过流保护工作超出时限范围，影响整体运行效果和综合质量。

2.2.2 主变差动保护

在110kV变电站继电保护处理过程中，往往会进行不同电压等级的接入处理，这就使得不同的电压等级要按照不同的接线方式予以联动。例如，某110kV变电站继电保护系统中，主变容量为20000kVA，基础电压等级分别为10kV、35kV以及110kV，其中，要利用单母线连接的方式进行35kV连接处理，而10kV则要进行段带旁路处理，为优化110kV变电站继电保护水平，变电站决定增设10000kVA的主变设备，在试运行中无故障问题，在对110kV进行开关测试时空载24个小时无故障。但在进行35kV侧开关启动保护中，却因为差动保护问题使得对应的开关处理工作不当，主要是因为CT极性连接不到位，造成主变差动保护问题[3]。

2.2.3 低压侧近区故障

对于110kV变电站继电保护工作而言，低压侧近区常常会出现短路的问题，这就使得电流冲击变压器的几率增大，对变压器的动稳定性会产生严重的影响，甚至会直接造成变压器受损。另外，变压器在受到瞬时冲击电流后也会造成损坏等问题，低压侧母线故障会严重制约继电保护效果。

3 110kV变电站继电保护的优化对策

在全面分析110kV变电站继电保护故障问题后可知，要依据实际情况落实更加有效的处理策略，保证相应问题都能得到解决，打造更加和谐且高效的故障管控模式，从而提升110kV变电站继电保护的实效性。

3.1 优化产品源头管理

为了从源头提升110kV变电站继电保护效果，相关人员要对设备进行初始质量验证和分析，确保能集中检查设备的质量合格证书，利用复核的方式提升具体工作的质量，避免源头质量失衡造成的影响，打造更加合理的质量监督平台。另外要落实岗位责任制，建立专岗专人源头质量监督工作，从而维护110kV变电站继电保护的基本水平[4]。

3.2 优化潜在故障排查

为了提升110kV变电站继电保护的实际水平，要对潜在故障予以及时性排查和处理。一方面要践行全寿命周期管理规范，确保能及时进行故障的检索和纠察，并且依据故障问题落实相应的处理方案，从而减少故障造成的经济损失；另一方面要进行定期的检查，结合110kV变电站继电保护工作情况落实周检、月检以及年检等，从而保证及时发现问题后优化处理效果，最大化提升110kV变电站继电保护的效率[5]。

3.3 完善运行故障处理方案

第一，开关拒合故障处理。要着重分析产生问题的原因，然后结合实际情况落实相应的处理措施。若是因为在继电器连接中出现了回路连接不当的问题，会出现延时闭合等问题，此时只需要对线路进行改良即可，尽量避免合闸过程对电流产生冲击，从而确保供电负荷能在约束范围内，且能降低冲击电流，提升保护装置的应用效果。

第二，针对主变差动保护问题，要借助重新连接的方式避免运行不当，确保报警信号能发挥其作用，从而进一步提升其故障处理效果。值得一提的是，在实际操作中，要对设备参数、设备保护限定数值等进行集中的核对和校准，从而减少故障率。

第三，针对低压侧近区故障处理。要尽量结合110kV变电站继电保护的实际要求，在低压侧集中增设对应的过流保护装置，依据装置完成限流速断等操作，配合低压出线速断处理方案建立完整的应用体系。值得一提的是，若是高压侧出现闭锁过流等问题，则需要利用限时速断和过电流分析等方式完善处理机制。一方面利用限时速断和出线速断对本侧予以控制，另一方面利用过电流处理维持出口限跳的合理性。结合低压侧母线故障问题以及出线近区故障问题落实对应的动作，从根本上减少故障造成的影响，打造更加完整的继电保护运维方案，实现经济效益和管理效益的双赢[6]。

4 结语

总而言之，为了保证110kV变电站继电保护的稳定性和安全性，就要结合故障系统分析机制，利用经验判断、定位处理以及分段检查等工序落实完整的控制机制，确保能为变电站以及电网管理工作的顺利开展提供保障，实现安全稳定运行的目标。