330kV变电站继电保护故障分析及处理措施优化研究

冯佳兴

（宁夏送变电工程有限公司，宁夏银川，750001）

0 引言

继电保护作为确保电力系统正常运行的重要设备，可及时发现电力系统运行故障，并第一时间进行处理，降低了故障扩大风险，减小损失。目前，我国330 kV变电站继电保护尚存在部分问题，针对故障处理进行优化，可大幅度提高电网运行的可靠性、安全性及稳定性。为此，基于继电保护系统的实际运行状态，合理选取现阶段存在故障处理方式，可有效提高继电保护效率[1]。智能化电网系统如图1所示。

图1 智能化电网系统结构

1 330kV变电站继电保护要求

变电站设备工作状态的精准判定是变电站继电保护的基本要求。变电站继电保护设备需具有高灵敏性、可靠性及多重选择性，故障产生时可第一时间隔离故障线路及故障设备，降低故障扩大风险。故障隔离过程中，如果断路器、线路等任一部件存在拒动，则通过故障点最近距离的其它设备实施故障隔离，实现降低电力系统损失的目的[2]。为提升电网运行的稳定性，需强化继电保护关注度，及时发现继电保护存在问题并优化处理措施，进而提升电网运行效率。

2 330kV变电站继电保护故障分析

330kV变电站继电保护常见故障为运行故障、产源故障及隐性故障。其中继电保护设备的生产质量及功能对产源故障发生率具有直接影响，若所选取的继电保护设备与相应产品要求不匹配，将大幅度增加故障产生概率，对系统整体的正常运行具有消极作用；开关拒合、主变差动保护等运行故障对继电保护影响最为严重，其与二次系统运行效果具有一定关联；隐形故障为继电保护故障中处理难度最大的故障问题，由于该故障预防难度大，对电网正常运行的负面影响无法预估，实际工作中，80%以上的电路故障产生的直接原因均为隐形故障[3]。为确保变电站运行的稳定性，电力日常作业中应将隐性故障作为重点工作内容，及时发现潜在问题，并采取有效措施进行处理。此外，跳闸部件工作状态也需电力工作人员加强关注，确保隐形故障产生时可及时发出解决处理指令，降低由于电力故障导致的经济损失[4]。除此以外，继电器无法复位、继电器烧毁等也是继电保护实际应用中常见故障，工作时应充分熟知线路当前情况，准确发现存在问题，降低多种故障导致的电力系统故障概率。

2.1 瞬时电流冲击

电力系统中，330 kV变电站的变压器本身所能承受的电流冲击能力较弱，变压器容易遭受瞬时电流冲击，导致继电保护损坏，严重时直接击穿变压器等相关部件。例如，变电站继电保护正常工作时，若变压器电压端出现短路，则电流瞬时升高，低压周围形成较大强度的电流冲击，致使低压侧失稳，低压侧短路时间过长时将烧毁变压器内部部件。变压器作为继电保护中的关键设备，若被烧毁，则说明继电保护存在故障问题，无法保护变电站的稳定运行[5]。

2.2 变压器侧无双重保护

变压器低压侧由于无双重保护，未实施短路失灵保护。点330 kV变电站继电保护中，如果变压器30 kV母线故障，则通过主变30 kV侧过保护进行处理，为继电保护故障处理争取时间。通常30 kV侧过流继电保护产生失灵或拒动问题时，难以进行有效的继电保护动作[6]。对于高压侧过流，由于断路器失灵，难以对低压侧故障做出响应，导致断路器分断功能失效，无法对变压器低压侧故障进行排除，造成继电保护长时间处于故障状态。

2.3 30kV出线间隔故障

若变电站配件设备内部部件物理间隔较规定间隔标准小时，将降低变电站配件设备质量。母线故障对变电站继电保护工作具有直接影响，继电保护母线故障时，将导致继电保护产生整体拒动及失灵。

3 330kV变电站继电保护故障处理优化分析

3.1 处理方法分析

（1）置换处理法

置换法通常采用工作性能安全稳定、种类相同、性能良好的设备替换故障设备。评判设备好坏的根本依据是故障范围及故障种类。若装置中的某一部件存在问题时，需采用新装置进行替换。当前置换处理法是应用广泛且行之有效的处理方法，替换疑似存在问题的设备后，若电力系统运转恢复正常，则说明所更换设备存在故障；反之，疑似存在问题设备更换后电力系统仍无法正常运行，则需对系统的其它设备进行替换检查[7]。

（2）参照对比法

参照对比法实施过程中需检验继电保护系统的正常及不正常设备，基于不同型号技术参数分析，查找差异，并以此为故障分析起点。参照对比法以处理继电保护设备工作过程中由电路交互引发的接线错误为主。但继电保护设备的复杂性将影响检测的精准性，导致真实值与测试值间存在较大差异，因此继电保护设备需定值检测。

（3）引入设备状态检修法

由研究可知，若将设备钻探检修技术应用于继电保护设备的检修，将有效降低风险，确保技术人员及变电设备的安全。传统检修维护中，技术人员工作强度高、工作量大，故障严重时存在较大安全风险。设备检修装置的引入，将大幅降低技术人员工作强度及风险。设备检修技术可对变电设备的运行情况进行实时监测，对生产计划的制定具有重要作用，保证了检修频率的合理性。设备状态检修中需综合变电设备治理工作，确保电力企业生产的合理性及科学性。通过监测结果及设备运行状态的分析，可有效提高继电保护设备运行质量，提升检修效率[8]。

（4）技术人员安全素质的全面提升

对于电力系统检修中产生的事故，大多由于技术人员操作设备不合理造成，这一方面对电力系统正常运行产生影响，另一方面技术人员的人身安全难以保障。为此，电力企业发展中需加强技术人员安全教育工作，制定工作准则，定期进行安全教育，助力技术人员安全生产意识的树立，提高技术人员专业水平。工作现场需悬挂安全警示及标语，以确保安全生产。

3.2 微机保护

当前我国大部分330 kV变电站已实现微机保护、智能化、自动化等基本配置，有效促进了电力系统运行效率的提升[10]。变电站为基保护包括后台保护、远方通信及继电保护。其中微机保护为高压二次仪表室配备单片机，构成相对完整的测控及保护修通，可对电压柜内的电压互感器、电流互感器的电压及电流等模拟信号进行采集，并基于当前科学技术进行转化，同时接收当前开关当量，掌握变电站内部部件实时运行状态，及时发现故障，并选择合理的处理方法，确保变电站的平稳运行。

4 注意事项分析

为进一步加强对低压电器供配电装置保护，实际工作中应加强一下几点关注度：

（1）对于建筑工程施工，相关生活设施及临时工棚等避免搭建在低压及高压线路铺设范围内[11]。

（2）为确保施工工作人员的安全，需严格控制路边线路与施工架空线路的建立区域，避免与架具结构间的边缘位置距离过近，确保施工工程中设备的安全性，同时按照施工规定相关标准规定设备间距离。

（3）实际工作中，如果架空线路电压等级为1 kV以内，架空线路位置与架具架构边缘位置间距离应控制在4 m以上，方可进行施工；若架空线路电压等级在1-10 kV之间，架空线路位置与架具架构边缘位置间距离应控制在6 m以上。

5 结论

为更好的满足用户用电需求的急剧增加，确保变电站继电保护设备的安全稳定运行，分析研究了变电站继电保护设备故障原因，并针对不同故障提出了相应处理措施，确保输电线路的稳定性，提高用电质量。