变电站继电保护装置运行与维护

变电站继电保护装置运行与维护

发表时间：2016-09-07T14:24:10.477Z 来源：《建筑建材装饰》2015年9月下作者：徐友坚

[导读] 本文阐述了继电保护装置含义及变电站常用继电保护装置，并分析了继电保护装置的故障及维护技术。

（江苏省电力公司检修分公司淮安分部，江苏淮安223002）

摘要：电力系统的继电保护装置是保障电网安全稳定运行的第一道防线，为电力系统的快速发展提供安全保障。本文阐述了继电保护装置含义及变电站常用继电保护装置，并分析了继电保护装置的故障及维护技术。

关键词：变电站；电力系统；继电保护装置

前言

随着经济和技术的不断发展和进步，电力自动化技术也在不断提高，继电保护技术在电网自动化中显得尤为重要。电力系统中继电保护装置是重要的构成部分，它可以保证电力系统运行的良好，对系统中的关键设备和线路起到调节和保护的作用，降低故障发生所产生的不利影响，进而确保电力供应的稳定正常，对电力企业来说具有重要作用。

1继电保护装置运行技术的综述

继电保护是电力系统在发生故障或出现威胁安全运行状况时，利用继电器来保护发电机、变压器、输电线路等电力系统元件免受损坏的措施。面对电力系统自动化发展趋势，继电保护已不再是传统意义上的仪表监测、预告信号、事故影响单一管理模式，而是创设了基于计算机现代化管理技术的自动化管理模式，具有维护安装调试便利、操作便捷，具有较好保护性能，装置先进、功能强大，可供工作人员灵活选择，高度可靠性，正确的逻辑回路动作等优势，科学实现了遥测、遥控、遥调及遥信等共享化管理功能，并实现了无人值守自动化管控目标。同时其引入的故障录波与基于GPS的卫星对时功能较大程度便利了人们对电力系统不良故障的及时、准确分析与高效处理。在电力系统的运行过程中，各个线路和设备之间是密切相关的，任何一个线路或是设备等被保护元件发生了故障，那么依托于继电保护技术的自动装置就需要迅速、准确、自主的切除发生故障的元件，避免故障范围的延伸扩大，防止故障元件损坏继续恶化，这样可以确保其他的运行元件正常工作。一旦这些被保护元件的运行状态发生了异常，继电保护装置就需要及时的作出反应并进行自动的选择性调整，还可以依照维护条件通过图文信息或声光警报等方式来发出警报信息，便于工作人员及时处理。

2常用的变电站继电保护装置

2.1电压保护

（1）过/欠电压保护，主要是防止变电站设备由于雷击、雷电波入侵、操作过电压等特殊情况导致电压突然升高，或其他情况导致电压突然降低，致使电气设备损坏而设置的继电保护装置。如在变压器低压侧装设避雷器是用来防止雷电波从低压侧侵入而击穿变压器绝缘；在变压器高压侧装设避雷器就是用来保护变压器。

（2）零序电压保护，可用来预防因为变压器某一相绝缘遭到破坏时发生单相接地故障。零序电压保护在三相三线制中性点绝缘（不接地）的电力系统中有广泛的应用。在正常运行及相间短路时，一次侧零序电流为零（相量和），二次侧有很小的不平衡电流。在单相接地故障发生时，接地零序电流会流入电流继电器，一旦达到或超过整定值，继电器就会动作并发出信号。

2.2电流保护

（1）电流速断保护。理论上，电流速断保护没有时限，即以零秒及以下时限动作以切除故障。其一般按照变压器二次侧发生三相短路电流或被保护电气设备及线路末端可能出现的最大短路电流来整定动作值。

（2）过电流保护，一般会在时限上设有相应的级差，这是使上、下级过电流保护能具有选择性。为确保电气设备和线路的正常运行，其一般按照躲过被保护电气设备或线路中可能出现的最大负荷电流如大电机启动电流（短时）和穿越性短路电流之类的非故障性电流来整定动作值。电流速断保护和过电流保护常作为电气设备或线路的主保护和相邻线路的备用保护来配合使用。

（3）定时限过电流保护，其动作时间是恒定的，与短路电流的大小无关。定时限过电流保护一般由电流继电器、时间继电器和信号继电器三个元件组成，其中电流继电器用来测量电流大小，时间继电器用来设定动作时间，而信号继电器则发出动作信号。在被保护线路正常运行时，电流继电器不动作；而当被保护线路上发生故障时，电流继电器应可靠动作，经过设定好的动作时间，发生动作信号来切除故障。

（4）无时限电流速断保护，其只能保护一部分线路，不能保护整条线路。为了保证保护动作的选择性，其起动电流必须按通过被保护线路的电流为最大的运行方式整定。这是由于电流速断的保护范围会随着整定系统运行方式的变化而变化。此外，速断保护的特性受被保护线路的长短影响也较大，在线路较短时，保护范围就较小，受系统运行方式影响也较大；反之，当线路较长时，保护范围就较大，而且受系统运行方式的影响也较小。在规程中要求，无时限电流速断保护最小保护范围不应小于线路全长的15%。

2.3差动保护

差动保护是根据被保护电气设备发生短路故障时在保护中产生的电流差而动作的继电保护装置。差动保护在保护区内发生故障时，可

以整定为瞬时动作。其对保护区外的故障不会动作，因此不需要与保护区外相邻元件保护在动作值和动作时限上相互配合。差动保护可以用来对双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障、变压器单相匝间短路故障进行保护。其保护范围是构成变压器差动保护的电流互感器之间的电气设备以及连接这些设备的导线。简而言之，就是输入两端TA之间的设备。由于差动保护原理简单、保护范围明确、使用电气量单纯、动作不需延时，所以差动保护被用作电压器、发电机和并联电容器的主保护装置，被广泛应用于35kV及以上电压等级变电站中。

2.4电容器保护

主要用来防止电容器本身发生故障以及可能出现的引线短路故障，一般应配置带时限的速断保护和带外熔丝的电容器保护。若电容器组容量较大，可以加装零序保护或差动保护。

3常见的继电保护故障及其维护技术

由于电力系统的构造较为复杂，内部构成设备在运行上需要有良好的衔接，一旦任何一个环节出现运行故障就会直接的导致整个电力系统停止工作。因此在日常对继电保护装置的维护就显得尤为重要，而一旦发生故障，就应当尽快的准确的判断处理故障。

3.1日常管理及检测

不论何种保护，一般性检查都是非常重要的，但是在现场也是容易被忽略的项目，至少是没有认真去做。日常管理及检查大致包括以下几个方面：（1）连接件是否紧固、焊接点是否虚焊、机械特性等。现在保护屏后的端子排端子螺丝非常多，特别是新安装的保护屏经过运输、搬运，大部分螺丝已经松动，在现场就位以后，必须认认真真、一个不漏地紧固一遍，否则就是保护拒动、误动的隐患。（2）应该将装置所有的插件拔下来检查一遍，将所有的芯片按紧，螺丝拧紧并检查虚焊点。在检查中，也必须将各元件、保护屏、控制屏、端子箱的螺丝紧固作为一项重要工作来落实。（3）做好继电保护装置的清扫工作。清扫工作必须由两人进行，防止误碰运行设备，注意与带电设备保持安全距离，避免人身触电和造成二次回路短路、接地事故。对微机保护的电流、电压采样值每周记录一次，每月对微机保护的打印机进行定期检查并打印。

3.2故障处理方法

继电保护工作是一项技术性很强的工作，要求工作人员有扎实的理论基础，更要有解决处理故障的有效方法。可以说继电保护技术性很大程度上体现在故障处理的能力上。（1）掉换法。用好的或认为正常的相同元件代替怀疑的或认为有故障的元件，来判断它的好坏，可快速地缩小查找故障范围。这是处理综合自动化保护装置内部故障最常用方法。当一些微机保护故障，或一些内部回路复杂的单元继电器，可用附近备用或暂时处于检修的插件、继电器取代它。如故障消失，说明故障在换下来的元件内，否则还得继续在其它地方查故障。（2）短接法。将回路某一段或一部分用短接线接入为短接，来判断故障是存在短接线范围内，还是其他地方，以此来缩小故障范围。此法主要用于电磁锁失灵、电流回路开路、切换继电器不动作、判断控制KK等转换开关的接点是否好。（3）分段处理法。发信或收不到信号3d告警等故障。由于牵涉到两侧收发信机和许多通道设备，可分段来处理。先将通道脱开，将75Ω负载接入，用电平表确定自发自收是否正常，根据负载端能测到合格的电平来判断故障是否出现在本机，再接入通道，通过测通道口和在结合滤波器通信电缆端测对侧发信时的收信电平差来排除通信电缆好坏，就可寻找故障段所在。（4）参照法。通过正常与非正常设备的技术参数对照，从不同处找出不正常设备的故障点。此法主要用于查认为接线错误，定值校验过程中发现测试值与预想值有较大出入又无法断定原因之类的故障。 4结语

继电保护在硬件和软件上不断开发和使用，为电力系统的安全、平稳运行提供了重要的保证，只有准确、及时的对电力系统中存在的故障进行除了，才能保证电力系统运行，充分发挥电力保护装置对电网稳定的重要作用，保证电力系统有效供电。因此，继电保护工作者应在实践中应不断总结经验，探索求新，推进继电保护技术的不断前进。

参考文献：

[1]成花丽．浅谈继电保护在变电站中的应用及特点[J]．科技创新导报，2011（17）

[2]周雪莹，都洪基．电力系统中继电保护和故障检测新方法的分析[J]．电子技术与软件工程，2015（02）

[3]孔令聘．电力系统继电保护工作常见问题及其处理方法[J]．科技致富向导，2013（24）