摘要：在电网系统的运行过程中存在多种不确定的因素，这些因素可能会在一定的情况下对电网正常运行造成影响，进而导致电网的安全性和稳定性降低。在电网系统中继电保护装置应用的主要作用就是保护电网系统运行的安全性，在出现故障时降低损失，确保其他线路的不受影响。本文就对110KV变电站继电保护及自动化设计进行深入探讨。
关键词：110KV变电站；继电保护；自动化
随着电子技术、计算机技术和通讯技术的发展，继电保护系统的功能日趋完善，对电力系统的安全稳定提供了可靠的保障，为采取有效的保护措施提供参考。继电保护在电力系统中不仅发挥重要的作用，同时，对继电保护也提出了越来越高的要求。为排查继电保护中的危险因素，正确地做出反映，是电力系统的重要组成部分，运行中发挥了异常重要的作用。发生故障或处于异常运行状态时能够迅速作出响应，尤其是110kV变电站的安全性，存在很大的问题。继电保护装置，起着非常重要的作用。
1、继电保护的任务分析
如果受保护电为系统相关元件出现故障状况，应由故障元件对应的继电保护装置，及时、准确地将跳闸命令，发送给故障元件相近断路器，保证故障元件能够及时、快速的从电为系统当中予以断开，促使电为系统元件自身损坏最大限度降低的目的，并就电为系统在安全洪电方面所受到的影响尽量降低，并对电为系统的在某些特定条件下的基本要求予以满足。针对继电保护来讲，其还能够根据电气设备相应非正常运行状态做出及时反应，并根据设备运行维护条件和不正常工作所存在不同，将预警信号及时发出，方便值班人员及时发现，并对故障进行及时诊断及排除，针对那些虽然没有发出预警信号，但是如若继续运行，则可能出现危及电为系统的电气设备，经对其进行及时更换或切除，如果那些继电保护装置反应不正常，则可对其实施相应延时设计操作。
2、变压器后备保护中的问题及措施
2.1变压器后备保护中的问题
变压器烧毁大多是存在以下三方面的情况，第一种情况是很多变压器耐受瞬间冲击电流的能力不强，不能耐受长时间的大电流。当变压器低压侧近区短路，遭受大电流的冲击，动稳定遭到破坏，变压器烧毁;当变压器低压侧短路时间长，变压器内部就会出现故障烧毁。第二种情况是低压侧没有双重保护，且缺少断路器失灵保护措施。变压器10kV母线故障排除主要是由主变10kV侧过流保护以长延时排除，如果10kV侧过流保护拒动或者断路器失灵，高压侧过流不能感应低压侧故障灵敏度，再加上断路器分断不起作用，就会引起低压侧故障无法排除。第三种情况是10kV出线间隔的故障。如果配电装置内部电器间隔距离不大及配电设备质量不高，就会引发至母线故障。
2.2变压器后备保护的措施
针对以上变压器可能烧毁的情况，除了采取尽快地切除低压侧母线的故障、加强抵低压侧双重化保护和提高断路器灵敏度、快速切除10kV母线以及送出线近区的故障等措施外，还要采取以下具体措施:
2.2.1复合电压闭锁过流保护
在所有的电力设备和线路运行中，任何时间都要有两套完全独立的继电保护装置通过两台完全独立的断路器控制来保护。这样，当其中的一套保护装置或其中的一台断路器起不到作用时，另外一套保护装置或另外一台断路器就能安全地断开，排除故障。按照这一原则，如果变压器高压侧复合电压闭锁过流对低压母线灵敏度不高，就应在变压器低压侧增设一套过流保护，两套保护的交流和直流相互独立，这样就能防止原低压侧过流保护失去作用时变压器缺少保护;按照先跳低压侧、后跳高压侧的原则，增加低压侧过流保护时间段去跳总出口，以防止低压侧断路器失灵;并联使用高压侧的复合电压闭锁和低球侧复合电压闭锁，以提高高压侧复合电压闭锁对于低压侧短路的灵敏度。
2.2.2变压器接地后备保护
增加放电间隙过流保护延时，留出保护切除接地故障的时间，能有效解决不接地变压器放电间隙过流保护抢先动作的问题。但是从防止变压器过电压的角度分析，3U0零序过电压保护的有效性要比放电间隙过流保护高，所以，不能省掉新建110kV变电站110kV母线三相电压互感器，同时要完善零序过电压保护、中性点零序过流保护和放电间隙过流保护的配置，有效增加变压器接地保护的可靠性和运行方式的灵活性。
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2.2.3正确选择CT位置
变压器差动CT在10kV侧最佳位置是紧挨着断路器并且位于母线侧，这样做的优点是当10kV断路器分断不起作用，起弧时可马上由差动保护来排除故障。如果不方便将CT装于母线侧，则必须靠近断路器。相间过流CT的安装必须要尽量靠近变压器，使引线、套管在其保护范围之内，优先采用变压器套管CT。
2.2.4防止直流电源消失
当变压器所有保护共用同一个直流电源时，如果低压侧故障伴随直流电源消失，则后果不堪设想。比如，220kV某变电站150MVA主变两次烧毁都和直流中断有关。事故1:由于10kV出线存在故障，引起断路器爆炸，致使蓄电池引线不良，从而导致直流中断，1号主变烧毁;事故2:同样是10kV的原因，变压器分断失败，引起起弧着火，又由于柜体接地不良，形成高压，致使全站直流消失，变压器烧毁。为杜绝类似事故的的再次发生，除了提高直流电源的可靠性，还要保证用于同一保护对象的两套保护要有相对独立的直流电源。如果1lOkV变压器的直流电源可靠性满足不了要求，则在其加装ZXB-l型直流消失保护装置也是一个办法。
3、低压保护措施
3.1限时电流
在高压侧复合电压闭锁过流，过流对低压母线的灵敏度非常高的情况下，对低压母线灵敏度不够的情况下，则需要把原低压侧过流设置成两段式。在高压侧复合电压闭锁，低压侧需要增设一套过流保护装置。这种新增保护的特点，首先对本侧限跳，必须为限时速断，那么，新增加的限时速断装置，将以1到2个级差的很短延时，能够配合低压出线速断，排除故障。然后对总出口限跳。瞬间跳开变压器，同时，原过流保护要配合出线过流，作用于跳本侧。第一段是限时速断，然后对总出口限跳。第二段是过电流，配合出线过流，首先对本侧限跳，如果有低压母线故障的情况发生，配合出线速断，而速断保护没有起作用或断路器，在增添了限时速断后，或者在送出线近区发生故障，分断不成功的情况发生。
3.2增设母线
当低压母线短路容量较大，是220kV变压器的低压母线，变压器低压侧的限时速断保护，变压器对低压侧短路耐受能力较差，以减少低压母线故障的排除时间。当前，则对提高系统和设备的安全性，要想把时间级差从原来的0.5s降低到0.3s，减少故障电流持续时间具有很重要的意义。加快后备保护的切除时间，对本母线灵敏度不高时，新建工程大多采用微机保护，更换与变压器后备保护，即只要将普通时间元件更换为高精度时间元件。有配合关系的时间元件就可以，要在低压母线增设母线保护装置。
3.3其它措施
备用电源自动投入装置，应逐步完善备用电源自动投入装置。线路备投只在失压或线路故障时起作用，站内的变压器备投只在失压或变压器故障时起作用，防止变压器遭受多次冲击，而在变压器出线故障及低压侧母线时不起作用。这项措施，可以有效监控在发生故障时，提供详实的录波和记录，变压器的电流情况，这可为事故和故障分析工作提供依据。为保证两级备投的协调工作，要按先高压、后低压的动作顺序操作，在装设高、低压两侧都分列运行，低压两级备投和变压器高时，逐步完善故障录波器的配置。
4、结语
继电保护技术应用于110kV变电站中，主要用来保护变电线路中的各个供电设备不受到不良因素的影响。对于当前的继电保护技术水平来说，保护110kV变电站中的继电保护对整个电力系统的稳定有非常良好的效果。110kV变电站中的继电保护技术能够最大限度地发挥自身作用，使110kV变电站以稳定的、安全的、合理的状态运行。本文对110kV变电站的继电保护要点进行分析，从而明确了继电保护在110kV变电站中的作用及重要性。
参考文献
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［3］袁桂华，张瑞芳，郭明洁．110kV变电站继电保护整定方案优化［J］．中国造纸，2016(7):53－55．
论文作者:李文景
论文发表刊物:《电力设备》2019年第11期
论文发表时间:2019/10/16
标签：变压器论文; 低压论文; 母线论文; 故障论文; 断路器论文; 过流论文; 变电站论文; 《电力设备》2019年第11期论文;