浅析220kV变电站继电保护的运行问题
摘 要 变电站是整个电力系统的核心电力设施，具有调整和变换电压、分配电能和控制电流方向等功能。变电站是利用变压器来连接不同电压的电网系统，因此，实际上是变压器发挥着变换电压的功能。此外，变电站还包括开关电路的设备、汇聚电流的母线、仪表、互感器、防雷保护装置、继电保护装置以及调节通信装置等，还有部分变电站拥有无功补偿装置。
关键词 220KV变电站 继电保护措施 保护技术
中图分类号：TM63；TM76；TM774 文献标识码：A
1变电站的继电保护原理
通常可以把220kv的变电站归属到偏高压级的电力调节领域，一般按照用户的具体使用要求以及电压级别来调控原始的电能，最终达到用电设备的用电要求。继电保护已经成为变电站中不可或缺的核心技术，也是电力作业的必备手段，能够有效地降低电力作业中系统故障的发生概率。有关变电站的继电保护理论重点研究危及电力系统安全运行的各种异常故障，一般使用触电继电器来确保电子元件和整个电力系统的安全运行。在220kv的变电站运行过程中引入继电保护装置，实现自动化的线路安全测试，从而有效提高变电系统和电力作业的可靠性和安全性。
2 220kv变电站的变压器运行分析
2.1变压器的运行故障分析
220kv的变电站变压器在电力系统运行过程中比较常见的运行故障主要包括：变压器出现外部短路问题；变压器超负荷运行；变压器运行环境温度过高；变压器装置出现过电流现象；变压器设备的油面过低等。对于以上变压器的常见运行故障或者运行异常现象，通常主要采取避免故障的控制措施和确保变压器安全运行的保护措施。具体包括以下几个方面：变压器气体保护装置，即通过控制变压器的运行信号而产生的瞬间性的跳闸保护行为，通常适用于变电站变压器运行中的油箱内部常见故障及油面过低等异常情况；另外两种保护运行中的变压器的方式是差动保护法和电流速断保护法，具体的保护手段也是利用瞬间跳闸的控制方法，这两种方法主要适用于变压器的引出线出现短路或者出现接地短路的故障以及变压器运行中产生的一些设备内部故障等情况；对变压器超负荷运行的一种保护方法是过负荷保护方法，即按照变压器的实际工作情况，当变压器出现超负荷运行的状况时，在线路中应用过负荷保护设置，来控制和避免因为过负荷运行所带来的过电流故障或者其他安全问题；温度信号保护方法和过流继电保护方法这两种方法也都是用来保护运行中的变电站变压器，以避免发生运行故障或者安全事故。
2.2继电保护故障分析
继电保护装备对电力系统的正常运行具有重要作用。因此，电力工作人员应该准确了解继电保护装置经常出现的故障，才能更好地找出处理继电保护故障的解决方法，有效地发挥继电保护装置的功能。电流互感器的饱和对继电保护装置的运行产生了非常不利的影响，是继电保护装置经常出现的故障。随着电力系统规模的不断壮大，电力系统设备的终端负荷就会不断增容，当电力系统发生短路，就会是出现很大的短路电流，如果电力系统在靠近终端设备区的位置出现短路的现象，产生的短路电流甚至是电流互感器一次侧额定流的几百倍。通常在稳态电流短路的状况下，随着短路电流的倍数不断增大，电流互感器变比的误差也会随着变大，最终导致继电保护装置的灵敏度下降，很可能会使电流速断保护拒绝动作。在线路短路的情况下，由于电流互感器的电流发生了饱和现象，电流互感器感应到的二次侧额的电流就会变得非常小或者接近于零，就会导致定时限过流保护装置无法正常的发挥功效。如果是电力系统出口线出现故障，就需要用母联断路器或者主变压器后备保护装置将短路电流切除，这样就会延长故障时间，而且故障的范围会不断变大；如果靠电力系统出口线过流保护拒绝动作，就会导致电力系统尽进口线保护动作，造成整个电力系统出现断电的情况发生。
3继电保护设备的安全运行措施和故障处理措施
3.1继电保护设备的安全运行措施
在220kv的变电站变压器运行过程中，为了确保继电保护装置能够安全运行，可以采取以下几方面的措施：
（1）检查继电保护装置。继电保护装置的运行状况一定要进行实时地检查，此外还应该在检验的最后阶段进行电流、电压回路的升流、升压试验以及整组试验，检验结束后切忌再行修改定值区、拔插件或者改变二次回路的接线等。
（2）加强一般性检查工作。电力系统中的一般性检查工作非常重要，但是又特别容易被忽略，所以要更加认真地去做好这项工作。一般性的检查工作主要是检查各个元件之间的连接件有没有连接紧固、各个焊接点是不是虚焊以及其他的机械特性是否正常等。但是有的时候还需要把一个完整装置的插件分别拔下并仔细检查，然后再将螺丝拧紧、芯片按紧。
（3）检查继电保护中的接地情况。在继电保护工作中非常突出的一个问题就是接地问题，即保护屏的屏障和各个装置的机箱必须接到保护屏里面的铜排上，并且要确保铜排已安全接入地网，还可以利用绝缘表来检测电阻看是否达到要求，此外，还要认真检查电压和电流的回路是否安全接地，以及接地是否可靠。
3.2继电保护装置校验
在继电保护装置校验必须考虑将整组试验和电流回路升流试验放在本次检验最后进行，这两项工作完成后，严禁再拔插件、改定值、改定值区、改变二次回路接线等工作。如果在整组试验进行完毕后再进行上述这些工作，有可能造成定值区错误、定值错误或回路接触不良等情况，而后如没有可靠的技术手段去发现，将给设备的安全运行带来隐患。电流回路升流、电压回路升压试验，也必须在其他试验项目完成后最后进行。在定期检验中，经常在检验完成后或是设备进人热备状态，或是投人运行而暂没负荷，在这种情况下是不能测负荷向量和打印负荷采样值的，那么，如何保证装置电流回路的正确性呢？可以通过大电流发生器一次侧加大电流进行这项试验，不但要用钳形电流表进行测量，而且还要打印此时电流通道的刻度值或检查液晶的显示数值，因为微机保护内电流、电压通道都有小变换器，如果这些小变换器的二次侧故障，在装置端子排处测得的电压和电流依然是正常的，但保护装置却感受不到数值，必然会造成保护装置拒动或误动。
3.3继电保护设备的安全维护措施
（1）全面把握继电保护装置的初始状态。初始状态是否良好直接会影响到后期的运行和功能实现情况。所以，在继电保护装置投人使用之前就应该查看设备的图纸、相关的技术资料和运行监测数据等，还需要对设备进行日常检修及全过程的管理，以确保设备在投入使用时能够安全有效地发挥其应有的功能。
（2）全面分析继电保护装置的运行状态。通过对设备故障的规律和特点进行分析，全面把握继电保护装置的日常运行数据，再利用统计分析来预测出现故障的可能性和时间，及时排除还未发生的故障。因此，加强状态检修工作的数据管理，以有效把握设备的运行规律，然后制定科学的设备故障预防方案和状态检修方案，以有效提高整个电力系统的稳定性和可靠性。
3.4继电保护故障处理措施
（1）直观法。处理一些无法用仪器逐点测试，或某一插件故障一时无备品更换，而又想将故障排除的情况。比如IOKV开关柜分或拒合故障处理。在操作命令下发后，观察到合闸接触器或跳闸线圈能动作，说明电气回路正常，故障存在机构内部。到现场如直接观察到继电器内部明显发黄，或哪个元器件发出浓烈的焦味等便可快速确认故障所在，更换损坏的元件即可。
（2）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。
4结语
在220kv的变电站运行过程中，变压器起着可靠输电及维护电网安全的重要使命。因此，加强对变压器的日常运行管理工作以及安全维护不作刻不容缓。