220kV变电站的继电保护应用

官维岗

摘要：如今220KV智能变电站是输电系统的重要枢纽，是电网安全运行的重要支撑。如果变电站出现故障，将直接影响国民的日常经济生产，损失是难以估计的。故为了防止此类事情的出现，需要对变电站设备关键点的运行参数进行采集处理，一旦数据异常，继电保护保护系统需立即动作并发出警报信息。

关键词：220变电站；继电保护；应用

前言

维持国家在所有经济活动的重要核心是电网，电网改善了我国人民的生活水平，是我国经济快速发展的强大推动力，变电站运转直接影响电网运转的高效性和安全性，一旦变电站发生故障，那么，就会对电力系统产生严重的影响。变电站是国家的财产，是国家服务性的机构，其社会功能是为人们供电，对变电站的保护不仅仅是供电技术的保护，更是在每个环节都做到细致入微。变电站外部环境对变电站的运转也有着重要的影响，外部环境的湿度和温度直接影响着变电站供电输出，所以，必须重视对变电站的保护措施。此外，变电站的核心是变压器，所以要对变压器做好相关的管理维护工作，确保变压器安全高效运转，同时也要做好变压器运转状况的记录，一经发现问题，立即用最妥善的方案将其解决，确保电力系统能正常运转。继电保护装置就是为了发现故障并将其解决，保护变电站的一种保护装置。

1继电保护的特点

随着经济社会的发展，我国科技水平也得到了快速发展，同时也促进了变电站保护系统与现代网络科技的有效结合，利用新技术将电力系统的检测、保护、通信数据等融为一体，使得继电保护系统中的每一操作单元都可以进行信息故障等资源的共享，有效推动了每一单元之间的平衡发展，继电保护系统自身功能也会得到有效发挥，进而推动电力系统网络化发展。计算机系统是信息化技术的核心，继电系统和计算机系统的有效结合，才能为电力系统安全运行提供保障。同时，还要适当加入人工智能技术，继电系统保护中的控制离散和评估系统在变电站中得到了广泛应用，人工智能具有快速处理信息技术和在线评估等优势，所以，应当将其优势更好地运用到电力系统中。

2220kV变电站继电保护常见问题探讨

根据继电保护可靠性、速动性、选择性以及灵敏性的基本要求，再结合220kV电网的特点，对联系较弱的220kV电网，应该着重预防继电保护装置的非选择性动作，防止超越性动作；对联系较强的220kV电网，应该着重保证继电保护装置的可靠、快速性动作，通过各种类保护的速动点来保证继电保护的作用。随着电力系统输出电能等级的不断提高，系统的过程也越来越复杂，不断有非线性元件如电感、电容增多等问题出现，给继电保护带来困扰。

2.1过渡电阻

220kV及以上电网单方面连接的故障率较高，过渡电阻是指线路经过某些介质而发生对地放电的现象，根据不同的故障状况，过渡电阻的阻值能够达到几百甚至到几千。受到暂态分量和谐波电流的影响，再加上过渡电阻时，故障特征一般都是电压跌落很小，所以故障特征差非常微小，但是对继电保护的区别却影响很大。依靠阻抗值来发动的保护错误动作，很可能会引起距离保护的超越动作，对差动保护来说，可能导致因为制动电流过大，从而发生差动不动作。对此，对于预备保护，采取零序过流，实现切除高阻故障，从而主保护可以使用零序差动保护，零序差动具有延时的特征，使用零序比率差动判据，其主要目的是为了反映超负荷下的高阻接地故障，因为在高阻接地故障下，虽然电压跌落幅度小，但却会产生相对较大的零序电流，由于零序电流反映故障的分量，因此具有高度的灵敏性。同时，对于区外故障和系统振荡等状况，由于流过被保护线路的零序电流具有穿越性特点，所以不会误动作。

2.2谐波问题

对于变压器的保护来说，保护逻辑是受系统谐波分量影响较大，随着电网输电等级的不断提高，变压器容量不断扩大，当变压器因为某种不明确原因，一侧的电压突然增大，电压突变量与变压器的剩磁相互叠加，导致变压器铁芯进入饱和状态，出现励磁涌流，最大时可能达到原额定电流的6~8倍，同时系统内很可能出现大量谐波。变压器的谐波是以二次谐波和三次谐波为主要谐波，速动性和可靠性一直是变压器差动保护难于协调的矛盾。逻辑做的保守，差动保护经饱和判断后，在系统谐波较大或者发生区外转区内发生故障时，可能会出现动作时间较慢甚至不动的状态。如果逻辑做的激进，那么保护误动风险就会相对增大，甚至可能出现断线误动、区外故障误动等情况。经过分析，差流中二次谐波分量超过了15%，远远超过保护的谐波闭所定值，差动保护暂时闭锁，只有待二次谐波一段时间后才会降落下来，差动保护才能够动作。

2.3变电站的系统设备问题

变电站在正常运作过程中经常由于设备故障而停止工作，因为变压器低压侧没有进行双重保护，同时也没有断路器失灵有效解决方案，所以导致这种情况的产生。如果变压器10kV母线出现问题，主变的10kV会通过侧保护增加时长来排出故障。但是10kV测过流不进行保护或者断路器失灵，低压侧所产生的故障就会无法解除。还有另一种情况，在日常变压器使用过程中其耐受瞬间冲击电流不强，受冲击时长也会降低。变压器低压侧附近出现短路且短路时间较长，就会受到大量电流的冲击，最终导致变压器烧毁。如果10kV出现间隔发生故障同时配电设备质量不高，就会导致母线出现故障。

3220kV变电站的继电保护措施

继电保护措施是在电力系统发生故障或者安全运行发生状况时所自发启动的反事故措施。电力系统继电保护，其任务是当电力系统发生故障或者状况时，在最短的时间，最快的速度把故障直接排除，或者将信号发给职工人员，提醒职工人员尽快排除故障，从而减少电力系统故障给人们带来的影响和不便。随着电力系统适用范围越来越广泛，仅仅在继电保护装置中安装系统各原件不能保证电力系统长期运行不发生故障，所以必须从整体出发，进一步进行研究。

3.1继电保护措施的具体措施

继电保护措施的安全运转，其主要包括以下几个方面：①重点关注对继电保护措施的检查工作，只有在检查工作的最后才可以进行电流回路升流和整租的试验。②定值区的问题，电网发生变化时，一旦定值区发生故障，继电保护就会发生严重的问题。③常规检查，常规检查工作能防止设备发生严重的问题，所以非常重要且不可忽视。④接地问题，接地问题对继电保护非常重要，比如装置机箱问题﹑屏障接地问题﹑铜排本身的接入问题以及电压回路，电流的接地问题。

3.2继电保护装置维护

如果想让继电保护装置正常运转，就必须对继电保护装置进行定期维护，将其维护于最好的状态才能发挥其最大的作用，保证电力系统正常运行，在对继电保护装置进行维护过程中：①对设备有个全面的了解，做出准确判断；②对其运转时产生的数据进行分析，对设备的运行状况有个准确全面的了解。我国现阶段的检测技术还不完善，所以需要相关工作人员时时关注和记录，对数据进行准确分析。

结束语

特别是具备智能、互动、绿色的新型数字化变电站也越来越普遍，并且成为继电保护未来发展的主流趋势。因此，对220kV变电站继电保护常见问题进行分析和探讨，对我国电网发展具有重要的意义。

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