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110kV變電站繼電保護(hù)故障分析及處理方法探討

文檔作者：阿不都加帕爾·阿布都熱西提文檔來(lái)源：新疆伊犁河流域開(kāi)發(fā)建設(shè)管理局		更新日期： 2026年05月24日	點(diǎn) 擊數(shù)：
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2017 年 6 月 Engineering Technology and Application| 工程技術(shù)與應(yīng)用 | ·89·
110kV 變電站繼電保護(hù)故障分析及處理方法探討
阿不都加帕爾·阿布都熱西提
（新疆伊犁河流域開(kāi)發(fā)建設(shè)管理局，新疆 伊犁 835000）
摘 要：110kV 變電站在整個(gè)電力系統(tǒng)中扮演著十分重要的角色，因此它能否安全穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)與整個(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定性有著
密切的關(guān)系。文章主要針對(duì)110kV 變電站繼電保護(hù)的故障進(jìn)行分析，通過(guò)對(duì)其原理的研究，從而找出故障并對(duì)其進(jìn)行具
體分析，同時(shí)給出相應(yīng)的繼電保護(hù)故障的措施，使其在對(duì)110kV 變電站的繼電保護(hù)故障分析和處理方式上有一定的指導(dǎo)
意義。
關(guān)鍵詞：110kV；變電站；繼電保護(hù)；應(yīng)對(duì)策略
中圖分類(lèi)號(hào)：TU856 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-2789（2017）06-0089-02
在當(dāng)今世界發(fā)展飛速加快的進(jìn)程中，電能的供應(yīng)占
據(jù)著重要地位，甚至可以說(shuō)電力是經(jīng)濟(jì)騰飛的源動(dòng)力。
尤其是近年來(lái)整個(gè)世界所倡導(dǎo)的“保護(hù)環(huán)境”的主題下，
清潔電能的應(yīng)用也更加廣泛。但是，電能想要安全的使用，
就要保證電力元件的正常使用，而幾乎所有的電力元件
都不能沒(méi)有繼電保護(hù)措施。由此可見(jiàn)，繼電保護(hù)裝置對(duì)
于電路的正常運(yùn)行是多么的重要。可以把變電站看作是
一個(gè)大型的電力元件，因?yàn)樗谡麄€(gè)電力系統(tǒng)中起著非
常重要的作用，所以變電站的繼電保護(hù)也就占據(jù)著舉足
輕重的地位。不僅是因?yàn)樗绊懽冸娬镜陌踩€(wěn)定運(yùn)行，
更是因?yàn)殛P(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的可靠運(yùn)行。變電站的繼電保
護(hù)裝置直接影響電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。因此對(duì)其原理以
及故障分析展開(kāi)研究顯得非常重要，提出具體的應(yīng)對(duì)措
施勢(shì)在必行。
1 繼電保護(hù)的構(gòu)成及原理
由于繼電保護(hù)裝置作用的重要性，因而其在長(zhǎng)期的
發(fā)展過(guò)程中，衍生出了各式各樣不同原理、不同功能的
繼電保護(hù)裝置。人們較常使用的有低電壓保護(hù)、過(guò)電流
保護(hù)、距離保護(hù)、短路故障保護(hù)以及運(yùn)行異常保護(hù)等。
其中最具典型性的繼電保護(hù)裝置主要是由三個(gè)部分組成，
具體來(lái)說(shuō)是以完成基本裝置測(cè)量功能的測(cè)量元件，它就
猶如人類(lèi)面部的五官一般，可以探測(cè)傳輸多種現(xiàn)象信息
給判斷單元；以完成主要判斷職能的邏輯判斷單元。它
類(lèi)似于人的大腦，完成對(duì)測(cè)試單元信息的綜合處理和分
析，根據(jù)所得的現(xiàn)象做出決策，從而傳遞給下一個(gè)單元；
以執(zhí)行動(dòng)作為主要職能的執(zhí)行輸出單元，這個(gè)單元類(lèi)似
于人的四肢，可根據(jù)邏輯單元傳輸來(lái)的訊息進(jìn)行相應(yīng)的
動(dòng)作，完成具體的保護(hù)措施。如過(guò)電流保護(hù)裝置（見(jiàn)圖1）。
當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，起動(dòng)元件KA 瞬時(shí)動(dòng)作，使時(shí)限元
件KT 起動(dòng)，經(jīng)整定的一定時(shí)限后，接通信號(hào)元件KS 和
出口元件KM，KM 就接通斷路器的跳閘回路，使斷路器
QF 自動(dòng)跳閘，從而達(dá)到保護(hù)的目的。對(duì)變電站來(lái)說(shuō)，繼
電保護(hù)裝置是其非常重要的單元，因?yàn)樗粌H能夠?qū)崟r(shí)
的自動(dòng)監(jiān)測(cè)變電站的工作情況，對(duì)工作狀態(tài)做出及時(shí)的
反饋，還能快速的應(yīng)對(duì)一些突發(fā)性故障的產(chǎn)生。一旦發(fā)
生故障和險(xiǎn)情，它可以完成迅速的切斷被保護(hù)單元和電
網(wǎng)的聯(lián)系，從而最大化的保護(hù)變電站的相關(guān)元件的安全。
2 10kV 變電站繼電保護(hù)的要求及故障分析
2.1 110kV 變電站繼電保護(hù)的具體要求
繼電保護(hù)的主要作用是一旦發(fā)生故障要立即動(dòng)作切
斷被保護(hù)元件與電網(wǎng)的聯(lián)系，最大化的保護(hù)元件勿受電
網(wǎng)故障的進(jìn)一步影響。當(dāng)然，110kV 變電站繼電保護(hù)有
其具體的要求，尤其是必須能夠完成對(duì)實(shí)時(shí)判斷受保護(hù)
變電站單元的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，準(zhǔn)確的測(cè)試其元件運(yùn)行裝填，
然后經(jīng)邏輯單元精確的分析做出判斷交給執(zhí)行單元進(jìn)行
具體的動(dòng)作。那么，要想準(zhǔn)確無(wú)誤的完成這些動(dòng)作就必
圖1 過(guò)電流保護(hù)框圖
須具有快速、準(zhǔn)確、可靠的屬性，這樣才不至于在故障
發(fā)生時(shí)造成故障串聯(lián)造成嚴(yán)重的后果。這樣及時(shí)將被保
護(hù)元件與電網(wǎng)斷開(kāi)就形成了切除效應(yīng)，可以有效的避免
問(wèn)題的進(jìn)一步惡化。
2.2 110kV 變電站繼電保護(hù)的故障分析
110kV 變電站繼電保護(hù)具有重要的作用，其發(fā)生故障
不能正常工作通常會(huì)造成嚴(yán)重的后果，因此應(yīng)該對(duì)故障進(jìn)
行分析，以便于更好的進(jìn)行故障的預(yù)防和維修。一般而言，
110kV 變電站繼電保護(hù)的故障分為裝置本身的故障和短
路故障。由于裝置是它的核心部分，因此裝置一旦故障，
就會(huì)造成許多問(wèn)題。造成裝置故障較為常見(jiàn)的因素大致
有以下幾種：
（1）周?chē)h(huán)境。變電站的運(yùn)行環(huán)境非常復(fù)雜，周?chē)?
電磁場(chǎng)的相互影響，在長(zhǎng)期的工作過(guò)程中勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生一
些問(wèn)題。加上變電站長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中強(qiáng)電場(chǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)造成
對(duì)灰塵之類(lèi)的雜物清掃不及時(shí)，這樣時(shí)間長(zhǎng)了就會(huì)形成
一定的堆積，尤其是一些易導(dǎo)電物質(zhì)會(huì)影響到相關(guān)電力
元件的絕緣性能，進(jìn)而會(huì)造成更加嚴(yán)重的安全隱患。
（2）隱形故障。在變電站裝置的故障當(dāng)中，隱形故
障通常不易被發(fā)現(xiàn)。但是一旦發(fā)生就會(huì)造成嚴(yán)重的事故。
為了減少造成的故障損失，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)設(shè)備的巡視和做好
各種繼電保護(hù)設(shè)備的實(shí)驗(yàn)及檢修，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)這些隱形
故障并且做出合理的處置。這就需要測(cè)量元件能夠很好
地發(fā)現(xiàn)一些信息，并且邏輯判斷元件應(yīng)該具有更強(qiáng)的綜
合和推斷信息的能力。
（3）運(yùn)行故障。這種故障類(lèi)型是非常嚴(yán)重的，突出
的表現(xiàn)很多，有開(kāi)關(guān)拒合等，這種故障說(shuō)明繼電保護(hù)裝
置已經(jīng)出現(xiàn)了很?chē)?yán)重的問(wèn)題，失去了正常的職能。例如，
在該斷電時(shí)卻沒(méi)有執(zhí)行斷電動(dòng)作，很可能會(huì)造成相關(guān)人員
的人身安全。另外，變壓器的匝間短路問(wèn)題也是一個(gè)非常
重要的故障類(lèi)型，匝間短路通常是由線圈絕緣性能出現(xiàn)問(wèn)
題等引起的，造成短路以后會(huì)引起局部電流的瞬間增大，
對(duì)電路的猛烈沖擊，破壞相關(guān)電力元件，造成其無(wú)法正
常工作甚至是燒毀的重大事故，因此一定要采取措施避
免變電站短路的故障。當(dāng)然，還有一些諸如指示燈問(wèn)題、
接點(diǎn)故障等問(wèn)題會(huì)影響到繼電保護(hù)功能的執(zhí)行，應(yīng)當(dāng)引
起足夠的重視。
3 110kV 變電站繼電保護(hù)故障的處理方法
由于變電站繼電保護(hù)故障會(huì)造成不可估量的后果，因
DOI:10.19537/j.cnki.2096-2789.2017.06.122
·90· | 工程技術(shù)與應(yīng)用 | Engineering Technology and Application 2017 年 6 月
此進(jìn)行故障分析的主要目的就是為了更好的應(yīng)對(duì)和處理
故障的發(fā)生。通過(guò)以上故障原因的剖析和對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)以
及實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)的綜合歸納出了應(yīng)對(duì)110kV 變電站繼電
保護(hù)故障的一般應(yīng)對(duì)措施，主要有以下幾種：
3.1 新老元件及時(shí)更換
材料不可能長(zhǎng)久不衰的使用，這是因?yàn)椴牧洗嬖谄?
問(wèn)題，長(zhǎng)時(shí)間的工作會(huì)造成其內(nèi)部結(jié)構(gòu)機(jī)理的老化問(wèn)題。
同樣的，對(duì)于變電站的繼電保護(hù)元件也是一樣的，長(zhǎng)時(shí)
間高負(fù)荷不停的運(yùn)轉(zhuǎn)，電力元件的老化問(wèn)題會(huì)非常顯著，
這種現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致電力元件的工作性能急劇下降，甚至無(wú)
法完成其正常的功能。久而久之就會(huì)造成故障。尤其是
一些具有絕緣作用的元件，其出現(xiàn)疲勞老化現(xiàn)象如果不
及時(shí)更換將造成嚴(yán)重的漏電現(xiàn)象，從而造成變電站內(nèi)局
部短路甚至?xí)斐芍卮笫鹿省Ｒ虼耍皶r(shí)的更換老舊元
件是一種有效的應(yīng)對(duì)方法。
3.2 加強(qiáng)巡視善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題
當(dāng)變電站后臺(tái)機(jī)出現(xiàn)報(bào)警或線路跳閘等現(xiàn)象時(shí)，要加
強(qiáng)對(duì)設(shè)備和線路的巡視。當(dāng)無(wú)法確定具體的故障，也無(wú)
法運(yùn)用相關(guān)儀器進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，要確定變電站出現(xiàn)了
什么問(wèn)題時(shí)，就要通過(guò)值班人員的感官去觀察繼電保護(hù)
元件表面的顏色變化和聞現(xiàn)場(chǎng)的氣味變化，是否有元件
斷線或燒壞等原因造成后臺(tái)報(bào)警或跳閘。通過(guò)這種方法
結(jié)合值班人員的經(jīng)驗(yàn)一般能夠大致確定故障發(fā)生的部位。
3.3 短接法
短接法也是判斷電路故障中一種非常有效的方法，它
在原理上和更換法具有一定的類(lèi)似性。但是由于短接法操
作相對(duì)來(lái)說(shuō)非常簡(jiǎn)單便利，因此更加受歡迎，在一般的電
路檢修當(dāng)中被廣泛應(yīng)用。它的具體方法是有工作人員大致
確定故障電路和目標(biāo)故障元件，也是進(jìn)行可能發(fā)生故障的
概率進(jìn)行排序，然后對(duì)其進(jìn)行按順序短接，如果將可疑的
元件短接以后電路能夠正常運(yùn)行，那就說(shuō)明被短接的電力
元件存在故障，就可以對(duì)其進(jìn)行維修或者是直接更換來(lái)
排除掉故障。短接法相比于更換法不用拆裝每一個(gè)元件，
只需要簡(jiǎn)單的短接就可以達(dá)到目的，在手續(xù)上大大的簡(jiǎn)
化了，因此也更加受到工程人員的歡迎。
3.4 逐項(xiàng)替代法
這種方法用來(lái)確定問(wèn)題電路是非常有效。變電站由于
電器元件較多，整個(gè)電路非常復(fù)雜，在發(fā)生故障時(shí)有時(shí)候
是非常難以確定故障發(fā)生區(qū)域的，因此采用這種將整個(gè)一
條并聯(lián)電路逐項(xiàng)替代的方法能夠快速的確定出問(wèn)題電路。
然后，在根據(jù)前述的幾種方法來(lái)確定具體電路上的故障
電力元件。正是這種方法的存在才大大簡(jiǎn)化了復(fù)雜電路
的故障發(fā)現(xiàn)和確診的流程，具有很好的實(shí)用效果。
4 結(jié)束語(yǔ)
經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開(kāi)強(qiáng)大的電力保障，而在我國(guó)廣袤的
土地上完成供電任務(wù)的電網(wǎng)是非常復(fù)雜的，變電站是這
個(gè)龐大電網(wǎng)上最基本也是至關(guān)重要的節(jié)點(diǎn)，110kV 變電站
是我國(guó)現(xiàn)階段主要倡導(dǎo)的變電站形式，它的可靠穩(wěn)定工
作對(duì)我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)和穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)具有重要的意義。繼電保
護(hù)工作是一項(xiàng)確保110kV 變電站正常工作的至為重要的
關(guān)鍵性技術(shù)。文章正是對(duì)110kV 變電站的繼電保護(hù)故障
進(jìn)行了精細(xì)研究，從而提出了具體的可行性的應(yīng)對(duì)措施，
這對(duì)于變電站以及整個(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定與可靠運(yùn)行都將具有
一定的實(shí)際意義。
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作者簡(jiǎn)介：阿不都加帕爾·阿布都熱西提（1981-），男，維吾爾
族，工程師，研究方向：水利水電開(kāi)發(fā)征地移民工作。
Discussion on Fault Analysis and Treatment of 110kV Substation Relay Protection
Abstract：110kV substation in the entire power system plays a very important role, so it can be safe and stable operation and
the stability of the entire grid is closely related. This paper mainly analyzes the fault of 110kV substation relay protection,
through the study of its principle, so as to find out the fault and analyze it, and give the corresponding relay protection fault
measures, so that the 110kV substation in the 110kV substation Relay protection fault analysis and processing methods have
some guiding significance.
Keywords：110kV; Substation;Relay protection; Preventive solution
Abdul Japar Abdou Gecity
(Xinjiang Yili River Basin Development and Construction Authority,Xinjiang Yili 835000)

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