变电站继电保护可靠性研究

摘要：变电站负责区域供电，其安全运行有着重大意义。在变电站运行管理过程中，经常会出现电力系统的故障。为保障变电站的安全运行，就要加强继电保护装置的科学应用。文章通过探讨农网变电站常见的一些继电保护缺陷，提出了在工作中应采取的一些消除方法及防范措施。

关键词：变电站；继电保护；可靠性；研究

中图分类号：TM77文献标识码： A

引言

作为我国支柱性能源产业之一，电力产业是我国国民经济的重要组成部分。电力系统能否正常稳定运转，关系到国家的经济发展和国防安全。随着我国社会主义经济体制改革的不断深入，电力体系正经历着现代化建设的剧烈变革，面临的阻力极大。加强供电系统安全保障，是加快电力系统现代化建设步伐，推进我国经济发展，增强综合国力的重要任务。在变电站运行管理过程中，经常会出现电力系统的故障。导致这些故障的原因有很多，一旦故障发生，如果不加以及时处理，就可能对整个区域电力系统安全造成伤害，因此变电站日常的运行管理应得到足够重视。

一、变电站中应用继电保护装置的任务

1、监视电力系统的运行整体状况

变电站主要负责区域供电，一旦发生故障，会对区域供电造成很大的影响。继电保护装置可以有效监视电力系统整体运行的好坏情况，当故障发生时，可第一时间内向故障元件最近的断路器自动地发出跳闸命令，让故障元件对电力系统运行造成的影响减轻到最低。应用继电保护装置必须从保护电力系统全局安全来出发考虑，合理地按照规范要求进行继电保护装置设计安装工作，将电力系统连结成统一的整体，这样才能保证电力企业对于变电站电力系统的整体运行情况进行科学、有效的监视。

2、反馈相关电气设备工作状况

电气设备工作状态监测也可以依赖继电保护装置。一旦电力设备运营不正常或者达到了维修条件，继电保护装置就可以及时发现，并且及时传达故障信息，将故障信息反馈给值班人员。值班人员或者及时组织人员维修，或者采用远程控制系统排除故障。

二、变电站继电保护存在的问题及对策

在基层县级供电公司，多没有专门继电保护、高压试验人员，大多变电站发现缺陷后，往往都由变电检修人员处理完成。检修人员一般对一次设备缺陷处理起来得心应手，而对一些二次保护问题却束手无策，问题往往不能得到及时处理，从而影响了整个电网的安全运行。

1、直流接地问题和措施

在实际工作中直流接地的主要原因一般有：蓄电池漏液；导线因为磨损绝缘遭到破坏以及外部环境潮湿等。电力系统中直流电源是其重要构成部分，为很多重要常规负荷以及自动装置和继电保护等，提供不间断供电电源，还提供事故照明电源。直流系统发生一点接地情况下，短路电流不会产生，可正常运行，但要及时排查接地点，及时解决接地故障，否则如果另一点也发生接地，也许造成直流电源短路现象，使保护装置电源开关断开，还可能会直流屏熔断器熔断，使保护装置失去电源，这样容易造成保护误动或拒动情况，甚至会引发电力系统重大事故。所以要避免直流系统在一点接地情况下长时间运行，一定要强化在线监测快速，排查接地故障及时处理，避免因直流系统接地引发电力系统故障的发生。变电站最常见的故障之一就是直流接地，直流接地时应迅速排查接点并尽快解决。直流接地发生时，首先要排查绝缘监测装置中是哪一支路接地有问题，然后查看这一支路与哪些回路或保护装置相联。直流接地的处理步骤有：根据操作情况和运行方式以及气候影响进行判断接地的可能地点，采取拉路寻找办法或者采取逐段排除的办法，顺序为先室外部分后室内部分原则或先信号部分后操作部分的原则：

（1）拉路法

进行判断时，直流接地回路如果从直流系统中分离运行，这时直流母线的正负极对地电压，则出现平衡。因此往往从直流接地回路瞬间停电来排查直流接地发生在此回路的可能性，这就是拉路法原理。基于直流系统是一个不间断电源的特点，工作人员不能随便停电。因为负荷的重要性需依次短时拉开直流屏所供直流负荷各回路。切除某一回路故障如消失，则说明该回路之内有故障。继续运用拉路法就能进一步排查故障具体在哪一支路之中。比如断开直流屏主控控制回路熔断器则绝缘监察装置接地信号消失说明此回路中有故障。

（2）逐段排除法

让直流负荷进行分段开环运行，再断开回路环路开关，并断开直流母线分段开关，再运用拉路法，这样故障范围更易查出。注意切断各专用直流回路时切断时间要控制在3秒内。发生接地时如有人在工作则在工作设备上，产生接地的可能性很大，这时应先断开工作设备的直流电源然后查看直流接地信号，如信号消失则应根据工作地点和情况排查接地点，若不是则用拉路法继续寻找。

2、控制回路断线的问题与方法

常见控制回路断线原因有：断路器机构的其他闭锁触点未闭合或闭锁继电器损坏；排查断路器辅助触点情况；接线松散情况等。保护操作箱位置的继电器是否损坏。断路器分合闸线圈损坏。处理回路断线故障的措施：检查操作箱上TWJ或HWJ灯亮状况，控制回路正常时灯亮，也许是分合闸回路接线有松动，也可能是TWJ或HWJ继电器提供的信号触点异常，还可能是信号回路的问题；查看控制电源是否正常运行。在开关机构上用万用表测量分合闸线圈是否正常，一般测量电阻是30～200Ω，如果测量值正常表明分合闸回路线圈完好，说明分合闸线圈是没问题的，如果发现分合闸线圈测量时有问题应该对线圈立即进行更换。经排查若发现线圈完好，但出现控制电源空开跳闸，表明分合闸回路上有短路故障，应进行绝缘检查并逐级排除故障。

3、保护装置异常的问题与方法

现代微机保护出现装置异常主要是元器件损坏的缘故（其原理构成见图2）。现场继保人员需排查哪些插件出现损坏，至于具体哪个元器件损坏不需要进行排查。这样做可提高现场处理故障速度，再者现代微机保护硬件繁琐，现场也缺少修复和测试工具，想排查具体故障元器件对人员技术水平要求很高。引起元器件损坏的主要原因有以下四点。

（1）设计原因

软件设计或回路参数设计不良，特别是厂家的程序Bug和软件版本控制问题比较明显。此类情况出现时应及时联系厂家对设计进行处理和升级。

（2）电源损坏问题

其原因主要是电源的超期运行或质量不佳导致。

（3）电磁干扰问题

以前的微机型保护装置，电磁兼容程度差，装置的整体抗干扰能力跟IEC标准相比差很多，元器件损坏次数也相应频繁，所以应加快改造速度。

（4）元器件质量差问题

其引起的缺陷主要有液晶显示失灵和A/D转换故障或者跳闸位置继电器（KCT）损坏等。另外还有发生在早期的微机型保护装置上元器件老化现象，对于运行时间较长的保护装置，出现保护异常通常是由CPU插件或电源插件老化造成的，所以需要退出保护装置并更换CPU插件或电源插件就能恢复正常。

4、通道故障

实际工作中常遇到通道故障，这时要首先分清是通信故障还是继电保护故障。现上传通道一般为2M复用方式，在远动通道中断时可查看语音电话，如语音电话正常，那远动通道故障的概率增大远动上传信号主要通过“远动装置和电缆R232接口以及通信数字配线架”完成通信的传输和保护，这段连接经常因为接触不良等原因，产生通道告警，检查通道问题时，一般采用通道逐级自环方法。自环分三步：把运动保护装置后的TX和RX，用短路线联接，以此检查通道告警信号存在情况，来判断保护装置收况。在通信柜R232接口处自环，即将由保护至R232接口的2和5脚用短路线短接。来验证保护和通信柜电缆是否完好。将本通道自环在SDH数字配线架上，可验证数字配线架与R232接口之间的通道完好性。经过上述测试后，一般可判断出问题原因以便采取相应措施恢复通道正常。注意测试完毕后，将装置恢复原来的设置。

结语

作为电力电网系统中重要的组成部分，承担了很多电力输送任务，为确保变电站的安全正常运营，合理安全应用各种继电保护装置刻不容缓，与此同时，及时、科学地管理变电站的运行，变电站遇到了问题应及时反馈，采取先进的继电保护装置加强管理和监测来减少故障，对电力事业的发展有关键作用。

参考文献

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