变电站继电保护的故障处理措施研究

发表时间:2021/8/20   来源:《当代电力文化》2021年第11期   作者:李文海
[导读] 在运行过程中,变电站继电保护装置出现故障的原因往往较为复杂,导致变电站继电装置的整体运行质量受到影响。
        李文海
        国网重庆市电力公司石柱供电分公司  重庆  409100
        摘要:在运行过程中,变电站继电保护装置出现故障的原因往往较为复杂,导致变电站继电装置的整体运行质量受到影响。因此,要从变电站继电保护常见故障出发,采取针对性措施进行应对,从而使其运行更加稳定。本文对相关进行了研究。
        关键词:变电站;继电保护;应对策略
        继电保护装置在电力系统运行期间占据不可或缺的位置。但是,整个电力系统包含大量子系统,并受到许多外部因素的影响,导致系统中频繁出现短路问题。为了提高电力系统运行的可靠性,电力企业必须综合考虑各种因素,针对各类故障制定预防措施,从而降低故障发生概论,在故障发生的时候也能快速解决。
1变电站继电装置的作用
1.1维护电力系统稳定性
        变电站继电保护装置最为重要的作用之一就是确保变电站运行稳定、高效。而继电保护装置的存在也能够帮助值班人员在系统发生故障后,及时采取相应的措施对故障的类别以及具体位置进行判断,并通过断开故障位置等方法,避免整个系统的运行被故障区域拖累。
1.2反映系统运行状态
        变电站继电保护装置之所以能够实现对系统故障的有效排查,其主要原因在于继电保护装置能够对系统在运行的过程中的具体状态进行真实反映。从而帮助值班人员在系统运行的过程中,结合系统的具体运行状态以及故障信号特征对系统的实际运行状况进行深度分析,从而对系统各个部位的运行进行监测,并通过采取具有预防性与针对性的保护措施,使系统在运行过程中的安全与可靠性得到保障。
2变电站继电保护常见故障分析与应对措施
2.1开关拒合故障
        变电站进行输变电的过程中,用于实现继电保护工作的常见设备装置通常为电流速断与过电流保护装置。而对于变电站的持续稳定供电与突发的供电中断情况而言,其在变电站运行过程中的出现与否都是由开关的通畅与中断所决定的。一般来说,开关拒合故障在变电站投入使用后的前期发生概率相对较低。但在投入一定时间后,随着用电负荷与配变电容量的不断提升,开关拒合故障的发生概率也会随之一同提升。研究发现,导致变电站设备出现开关拒合故障的问题主要有两大类:其一为负责承载该开关的线路出现了相间短路的问题;其二为开关阶段出现焊死或合闸卡住的情况,导致其难以复原所。
        以某变电站对开关拒合故障的应对为例,其在进行检测的时候发现当前变电站出现故障并不是由以上两种问题所导致的开关跳跃引发,并且开关拒合现象的出现难以排除。经过进一步检查后发现,当前变电站开关拒合问题出现是由于在进行时间继电器连接时,瞬间常开接点仅接入到了电流回路当中,延时闭合常开接点没能够接入到相应的回路当中。对其进行维修的过程中,仅需要将延时闭合常开点重新接入,便可以避免相应问题的出现。这种问题的出现是由于在进行合闸的过程中,冲击电流所带来的影响所导致的。

在变电站开关起动后,其冲击电流相对较小,使得供电时所需承担的负荷也较小,但随着使用时间的增长,冲击电流逐渐增大,使得供电负荷也随之提升,而在电流值达到保护装置启动的临界点时,便会产生开关拒合的现象。为此,可以通过调整运行方式的措施,来实现对冲击电流强度的有效控制,以避免开关拒合问题的出现。
2.2主变差动保护故障
        对于变电站而言,如果设备在运转的过程中存在潜在故障也会使运行效率大受影响。从实际分析也可以发现,大多数停电问题的出现,都是由于潜在故障所引发的。以某变电站为例,其属于110kV变电站,主变容量为2万kVA,电压等级为110kV、35kV、10kV三种,均采取了不同的接线方法。其中35kV采取的接线方法为单母线方式,10kV电压则为单母线分段带旁路。而在对其进行改造的过程中,额外增加了一台1万kVA的主变压器,但进行调试的过程中,发现虽然在增加新主变压器后110kV侧开关测验能够保持24小时的空载,并且不会发生事故。但在对35kV侧开关进行测验的过程中,却发生了主变差动保护的情况。检修后发现,该故障的主线是由于CT极性的连接失误造成的。
        而在对该问题进行解决的过程中,在将设备重新进行连接并启动运行后发现,其35kV侧的负荷功率达到了620kW以上后,继电保护装置会立即发出警报。但在调试的过程中发现,在设定值为0.2a时,继电保护的警报会在大约5秒的延迟后起动。这种情况的出现与存在表明了线路流超过了临界值的不平衡路线。在判定故障为这种情况时,可以采取计算的方式来予以明确,在对该案例中的相关数据进行计算后可以发现35kV侧的kpm值为1.39,而该侧的CT变化比值原本应为200/5但却被设置为400/5,因此需要以此作为基础,来对线路进行调试,使设备的运作处在了一个稳定的状态下。该问题出现的原因,通常都是在开关于生产线进行生产的过程中,没有对其进行精准的匹配所导致的。为此需要在进行接线操作的过程中,对各个设备在使用过程中的参数值与保护限定值进行核查,从而防止出现匹配不准确的问题。
2.3低压侧近区故障
        在对低压侧近区故障进行排查的过程中,首先需要根据其整体的结构特点,选择相应的过流保护装置应,并确保过流保护装置在限流速断功能上的表现,以此来使低压出线速断能够得以实现。同时,结合高压侧闭锁过流敏感度要高于低压侧母线的特点。可以通过对低压侧过流进行划分的形式,使其表现为配合出线电流的过电流,以及用于进行速断处理的限时速断。由此可以看出,变压器内部通过限时速断功能的应用,可以在低压侧母线与出线近区出现故障与异常问题时,在断路器与速度保护尚未启动的情况下,通过限时速断及时的进行处理,以实现对变电站使用过程中相关问题的快速解决。
结束语
        综上所述,变电站继电保护装置能够维护变电站运行的稳定性,并对系统的状况进行真实的反应。而继电保护整体故障类型通常表现在内部故障、外部故障与干扰故障上。为此,就要在应对开关拒合故障、主变差动保护故障、低压侧近区等常见故障的过程中,采取针对性措施进行解决与优化,实现变电站继电保护装置效用的最大化发挥。
参考文献
[1]杨泳星.变电站继电保护常见故障与对策分析[J].通信电源技术,2020,37(06):273-274.
[2]姜利欣.110kV变电站继电保护常见故障与对策分析[J].电子测试,2015(11):42-43.
作者简介:李文海,男,1986年4月出生,河北盐山人(籍贯)
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