110 kV微机继电保护及其故障处理

（国家能源集团云南电力有限公司大寨分公司，云南曲靖 655800）

作为电网系统运行的核心，变电站的稳定运行对整个电网系统的稳定与安全具有深刻影响，其直接关系电能输送的效率与质量。变电站广泛应用于电网系统中，为确保电力输送的稳定性，应做好变电站的继电保护工作。110 kV微机继电保护是变电站保护的重要单元，从变电站运作过程来看，110 kV变电站继电保护装置在实际运作中会出现多种故障，降低变电站输配电的安全性、稳定性。因此，规范处理继电保护装置故障已经成为变电站稳定、高效运行的关键。

1 110 kV微机继电保护作用

一方面，通过继电保护装置，能准确判断系统运行故障。在变电站运行中，可通过保护装置对系统出现的故障问题进行快速检测和判断，随后在考虑保护定值的基础上，根据运行动作出发设备跳闸保护，能有效地防止设备发生更大的运行故障。另一方面，面对突然发生的故障问题，继电保护装置可以在较短的时间内进行运作。在运作的过程中，110 kV微机继电保护装置能控制变电站的运行行为，发挥继电保护装置的安全保护作用，有利于变电站的稳定运行[1]。

2 110kV微机继电常见故障

2.1 元件故障

相比于传统的继电保护设备，110 kV继电保护装置的保护功能较为突出，但在实际应用中也会出现部分故障。元件故障是110 kV继电保护装置常见故障类型，此类故障的形成与两个因素有关：第一，元件本身存在一定质量问题和缺陷，如在110 kV微机继电保护装置元器件生产中，生产厂家对于产品质量控制不当，使后期设备类型不匹配，元件质量故障的概率增加。第二，设备维护不规范引起元件故障。在变电站继电保护装置长期运作中，灰尘、尘埃颗粒等会在接线焊接处堆积，易导致导电通道引发故障，使得继电保护系统及装置的绝缘性受到干扰，影响逻辑元件的控制性能和整体的保护效果。

2.2 电流互感器饱和

电流互感器保护是110 kV微机继电保护装置最常见的故障类型，在变电站运作中，配电系统设备的终端负荷处于持续增大状态，使得设备运行中易产生较大的短路电流，增加设备的短路风险。从110 kV微机继电保护过程来看，若设备在运行中产生了短路电流，瞬间的短路电流约为额定电流的100倍，此时电流互感器的电流出现饱和情况；当瞬时电流消失或趋于零时，过流保护装置无法运行，此时电力保护系统继电保护的效果会受到影响。在配电系统运作中，一旦发生过流保护拒绝动作，在配电所内，相应的进线会立即做出保护动作，整个配电系统会出现断电问题。

2.3 开关保护故障

开关保护设备是110 kV微机继电保护装置的重要组成，在变电所整体布局中，工作人员会从多个层面考虑，对配电开关站的位置进行系统规划。目前，高负荷且密集度高的区域多设置有配电开关站，在供电模式选择中，“变电站-开关站-配电变压器”供电、输电模式的应用较多[2]。在实际运作中，应确保继电保护系统的正常运作，提升开关设备保护效果，还需要连接负荷开关与继电器设备。

在开关控制过程中，如果供电负荷变小，冲击电流会受影响随之变小，此时开关保护装置无法正常启动；随着负荷的不断增加，系统中的冲击电流逐渐增长，此时保护装置被触发启动，开关出现拒合故障。除该因素外，开关所处电路短路、开关节点焊死、合闸卡死等均是诱发开关拒合故障的重要原因，其会给继电保护装置的正常运作造成较大影响。

2.4 低压侧近区故障

当低压侧近区发生短路问题时，继电保护系统中的电流逐渐增大，此时较大的电流会对变压器的运作造成影响，降低了变压器的稳定性。当变压器低压侧近区发生短路故障时，变压器本身会受到较大影响，导致变压器内部故障。应注意，110 kV微机继电保护装置在实际应用中还存在一定的隐形故障，如直流回路绝缘下降导致直流接地等，隐形故障与预防不到位有较大关系。

3 110 kV微机继电保护装置故障处理

现阶段，继电保护装置在变电站电网系统中的应用不断深入，应进一步提升110 kV微机继电保护装置运作效率与质量，实现电网系统相应设备的有效保护，须注重以下故障处理方法的应用。

3.1 元件故障处理

110 kV变电站运作中，采用检查更新元件法对继电保护装置进行检修，可及时发现老旧或者损坏的元件，针对继电保护装置、电力系统的稳定运行具有积极作用。在元件故障检查更新中，应注重具体操作方法的控制：一方面，当元件或插件出现未知故障时，需通过直观法对继电保护的故障进行检测；在实际检测中，可对开关的拒合或拒分状态进行系统观察，以分析确定故障原因。通常，元器件的故障多为电力系统内部故障，当继电器设备颜色或者气味异常时，表明存在元件故障。另一方面，确定系统为元件故障后，须通过替换法更换元件，直至故障消失。短接法在故障元件检修处置中有一定应用，且该方法主要用于回路开放故障或者电磁锁故障的检查。

3.2 电力差动保护

在基尔霍夫电流定理下，110 kV微机继电保护装置可以开展电力差动保护。该保护工作的作用机理为：变压器正常工作或出现区外故障时，可将其视为理想变压器，此时变压器流入、流出电流的电流值相等。正常情况下，差动继电器没有动作；当变压器出现内部故障时，两侧会向故障点提供短路电流，此时差动继电器开始运作，实现电气元件的有效保护。

3.3 开关拒合故障处理

开关拒合故障对整个系统的稳定运作具有直接影响。从故障形式来看，开关拒合的本质在于时间继电器在连接过程中，未能将延时闭合常开的接点连入回路。在故障处理中，对于开关拒合故障的处理，应注意改变开关设备的运作方式，可通过对冲击电流的控制，确保开关及时合闸。应注意开关拒合故障处理不能从根本上消除冲击电流的影响，但其能促进限时保护装置作用的充分发挥，确保设备不受电流冲击的影响。

3.4 低压侧近区故障处理

变压器对于瞬时冲击电流的防御能力较弱，在应对大电流冲击过程中，变压器可承受的时间较为有限，因此，应重视低压侧母线故障的及时处理。科学合理地设计过流保护设备能为低压侧近区故障处理创造良好条件。过流保护设备能达到限流、及时断流的作用，变压器运作中，一旦高压侧闭锁过流的灵敏度高于低压侧母线，则可对低压侧过流状况进行划分处理，形成限时速断和过电流两段。限时速断需要与出线速断配合，依次实现本侧限跳、总出口的综合管理。

隐形故障具有难预防、难处理的特点，采用110 kV微机继电保护装置进行变压器保护，应加大日常检查工作，避免继电保护系统中的隐形故障。

4 110 kV微机继电保护装置应用的注意事项

4.1 明确继电保护系统的配置方案

基于继电保护系统在110 kV微机变电站的保护作用，在变电站工作开展中，应注重继电保护系统配置方案的整体规划和布局。继电保护系统配置方案包含人员、设备两个层面的规划。就人员布局而言，应选择具有扎实理论水平、丰富工作经验、有较高职业素养的电力工作人员，要求工作人员在考虑继电保护烦琐性和特殊性的基础上，对110 kV微机继电保护装置进行系统检查，消除继电保护装置的故障。在设备布局中，应从注重继电保护装置元器件、控制开关、高低压侧母线等资源的配置。在元器件配置中，应加强元器件的前期检查，从源头上保证继电保护装置应质量，提升继电保护整体性能。

4.2 明确故障解决方法

电力工作人员系统掌握110 kV微机继电保护装置故障处理方法，对排除系统故障具有积极作用。现阶段，继电保护装置故常检修包含替换法、直观法、短接法、检修更换原件法、逐项代替法和微机保护法。

在微机继电保护装置检修中，应根据具体的故障表现选择合理的故障处理方法。例如，当保护装置的元件出现问题时，可通过替换法进行故障排查，及时地更换老旧零件，确保继电保护系统的稳定运作。直接法具有简单、方便的操作特点，采用直接法进行继电保护装置故障处理时，工作人员可凭借较为扎实的工作经验，对相应的故障问题进行判断，明确具体故障位置以及原因，给予针对性处置。直观法在开关拒合状态故障处理中应用较多；短接法可用以缩小故障范围，实现电磁故障的有效处理；在限定时间内，采用检修更换元件法能降低元件故障概率，对于继电保护装置的稳定运行具有积极作用。

5 结语

继电保护装置对于110 kV变电站的稳定运行具有深刻影响。电力工作者应充分认识到110 kV变电站继电保护装置的实际作用，在掌握继电保护装置常见问题的基础上，严格落实继电保护装置配置方案，有针对性地对继电保护装置相应的故障进行处理，发挥110 kV变电站继电保护装置的作用，以实现电力资源的高效运输，促进电力行业的稳步发展。