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110kV變電站繼電保護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源：新疆伊犁河流域開發建設管理局		更新日期： 2026年05月24日	點擊數：
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2017 年 6 月 Engineering Technology and Application| 工程技術與應用 | ·89·
110kV 變電站繼電保護故障分析及處理方法探討
阿不都加帕爾·阿布都熱西提
（新疆伊犁河流域開發建設管理局，新疆 伊犁 835000）
摘 要：110kV 變電站在整個電力系統中扮演著十分重要的角色，因此它能否安全穩定的運轉與整個電網的穩定性有著
密切的關系。文章主要針對110kV 變電站繼電保護的故障進行分析，通過對其原理的研究，從而找出故障并對其進行具
體分析，同時給出相應的繼電保護故障的措施，使其在對110kV 變電站的繼電保護故障分析和處理方式上有一定的指導
意義。
關鍵詞：110kV；變電站；繼電保護；應對策略
中圖分類號：TU856 文獻標志碼：A 文章編號：2096-2789（2017）06-0089-02
在當今世界發展飛速加快的進程中，電能的供應占
據著重要地位，甚至可以說電力是經濟騰飛的源動力。
尤其是近年來整個世界所倡導的“保護環境”的主題下，
清潔電能的應用也更加廣泛。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
都不能沒有繼電保護措施。由此可見，繼電保護裝置對
于電路的正常運行是多么的重要?？梢园炎冸娬究醋魇?
一個大型的電力元件，因為它在整個電力系統中起著非
常重要的作用，所以變電站的繼電保護也就占據著舉足
輕重的地位。不僅是因為它影響變電站的安全穩定運行，
更是因為關系到整個電網的可靠運行。變電站的繼電保
護裝置直接影響電網的安全可靠運行。因此對其原理以
及故障分析展開研究顯得非常重要，提出具體的應對措
施勢在必行。
1 繼電保護的構成及原理
由于繼電保護裝置作用的重要性，因而其在長期的
發展過程中，衍生出了各式各樣不同原理、不同功能的
繼電保護裝置。人們較常使用的有低電壓保護、過電流
保護、距離保護、短路故障保護以及運行異常保護等。
其中最具典型性的繼電保護裝置主要是由三個部分組成，
具體來說是以完成基本裝置測量功能的測量元件，它就
猶如人類面部的五官一般，可以探測傳輸多種現象信息
給判斷單元；以完成主要判斷職能的邏輯判斷單元。它
類似于人的大腦，完成對測試單元信息的綜合處理和分
析，根據所得的現象做出決策，從而傳遞給下一個單元；
以執行動作為主要職能的執行輸出單元，這個單元類似
于人的四肢，可根據邏輯單元傳輸來的訊息進行相應的
動作，完成具體的保護措施。如過電流保護裝置（見圖1）。
當線路發生故障時，起動元件KA 瞬時動作，使時限元
件KT 起動，經整定的一定時限后，接通信號元件KS 和
出口元件KM，KM 就接通斷路器的跳閘回路，使斷路器
QF 自動跳閘，從而達到保護的目的。對變電站來說，繼
電保護裝置是其非常重要的單元，因為它不僅能夠實時
的自動監測變電站的工作情況，對工作狀態做出及時的
反饋，還能快速的應對一些突發性故障的產生。一旦發
生故障和險情，它可以完成迅速的切斷被保護單元和電
網的聯系，從而最大化的保護變電站的相關元件的安全。
2 10kV 變電站繼電保護的要求及故障分析
2.1 110kV 變電站繼電保護的具體要求
繼電保護的主要作用是一旦發生故障要立即動作切
斷被保護元件與電網的聯系，最大化的保護元件勿受電
網故障的進一步影響。當然，110kV 變電站繼電保護有
其具體的要求，尤其是必須能夠完成對實時判斷受保護
變電站單元的運轉情況，準確的測試其元件運行裝填，
然后經邏輯單元精確的分析做出判斷交給執行單元進行
具體的動作。那么，要想準確無誤的完成這些動作就必
圖1 過電流保護框圖
須具有快速、準確、可靠的屬性，這樣才不至于在故障
發生時造成故障串聯造成嚴重的后果。這樣及時將被保
護元件與電網斷開就形成了切除效應，可以有效的避免
問題的進一步惡化。
2.2 110kV 變電站繼電保護的故障分析
110kV 變電站繼電保護具有重要的作用，其發生故障
不能正常工作通常會造成嚴重的后果，因此應該對故障進
行分析，以便于更好的進行故障的預防和維修。一般而言，
110kV 變電站繼電保護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，
就會造成許多問題。造成裝置故障較為常見的因素大致
有以下幾種：
（1）周圍環境。變電站的運行環境非常復雜，周圍
電磁場的相互影響，在長期的工作過程中勢必會產生一
些問題。加上變電站長期運行過程中強電場的運轉造成
對灰塵之類的雜物清掃不及時，這樣時間長了就會形成
一定的堆積，尤其是一些易導電物質會影響到相關電力
元件的絕緣性能，進而會造成更加嚴重的安全隱患。
（2）隱形故障。在變電站裝置的故障當中，隱形故
障通常不易被發現。但是一旦發生就會造成嚴重的事故。
為了減少造成的故障損失，應當加強設備的巡視和做好
各種繼電保護設備的實驗及檢修，及時的發現這些隱形
故障并且做出合理的處置。這就需要測量元件能夠很好
地發現一些信息，并且邏輯判斷元件應該具有更強的綜
合和推斷信息的能力。
（3）運行故障。這種故障類型是非常嚴重的，突出
的表現很多，有開關拒合等，這種故障說明繼電保護裝
置已經出現了很嚴重的問題，失去了正常的職能。例如，
在該斷電時卻沒有執行斷電動作，很可能會造成相關人員
的人身安全。另外，變壓器的匝間短路問題也是一個非常
重要的故障類型，匝間短路通常是由線圈絕緣性能出現問
題等引起的，造成短路以后會引起局部電流的瞬間增大，
對電路的猛烈沖擊，破壞相關電力元件，造成其無法正
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。當然，還有一些諸如指示燈問題、
接點故障等問題會影響到繼電保護功能的執行，應當引
起足夠的重視。
3 110kV 變電站繼電保護故障的處理方法
由于變電站繼電保護故障會造成不可估量的后果，因
DOI:10.19537/j.cnki.2096-2789.2017.06.122
·90· | 工程技術與應用 | Engineering Technology and Application 2017 年 6 月
此進行故障分析的主要目的就是為了更好的應對和處理
故障的發生。通過以上故障原因的剖析和對相關文獻以
及實際工作經驗的綜合歸納出了應對110kV 變電站繼電
保護故障的一般應對措施，主要有以下幾種：
3.1 新老元件及時更換
材料不可能長久不衰的使用，這是因為材料存在疲勞
問題，長時間的工作會造成其內部結構機理的老化問題。
同樣的，對于變電站的繼電保護元件也是一樣的，長時
間高負荷不停的運轉，電力元件的老化問題會非常顯著，
這種現象會導致電力元件的工作性能急劇下降，甚至無
法完成其正常的功能。久而久之就會造成故障。尤其是
一些具有絕緣作用的元件，其出現疲勞老化現象如果不
及時更換將造成嚴重的漏電現象，從而造成變電站內局
部短路甚至會造成重大事故。因此，及時的更換老舊元
件是一種有效的應對方法。
3.2 加強巡視善于發現問題
當變電站后臺機出現報警或線路跳閘等現象時，要加
強對設備和線路的巡視。當無法確定具體的故障，也無
法運用相關儀器進行檢測的時候，要確定變電站出現了
什么問題時，就要通過值班人員的感官去觀察繼電保護
元件表面的顏色變化和聞現場的氣味變化，是否有元件
斷線或燒壞等原因造成后臺報警或跳閘。通過這種方法
結合值班人員的經驗一般能夠大致確定故障發生的部位。
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似性。但是由于短接法操
作相對來說非常簡單便利，因此更加受歡迎，在一般的電
路檢修當中被廣泛應用。它的具體方法是有工作人員大致
確定故障電路和目標故障元件，也是進行可能發生故障的
概率進行排序，然后對其進行按順序短接，如果將可疑的
元件短接以后電路能夠正常運行，那就說明被短接的電力
元件存在故障，就可以對其進行維修或者是直接更換來
排除掉故障。短接法相比于更換法不用拆裝每一個元件，
只需要簡單的短接就可以達到目的，在手續上大大的簡
化了，因此也更加受到工程人員的歡迎。
3.4 逐項替代法
這種方法用來確定問題電路是非常有效。變電站由于
電器元件較多，整個電路非常復雜，在發生故障時有時候
是非常難以確定故障發生區域的，因此采用這種將整個一
條并聯電路逐項替代的方法能夠快速的確定出問題電路。
然后，在根據前述的幾種方法來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化了復雜電路
的故障發現和確診的流程，具有很好的實用效果。
4 結束語
經濟的發展離不開強大的電力保障，而在我國廣袤的
土地上完成供電任務的電網是非常復雜的，變電站是這
個龐大電網上最基本也是至關重要的節點，110kV 變電站
是我國現階段主要倡導的變電站形式，它的可靠穩定工
作對我國電網建設和穩定運轉具有重要的意義。繼電保
護工作是一項確保110kV 變電站正常工作的至為重要的
關鍵性技術。文章正是對110kV 變電站的繼電保護故障
進行了精細研究，從而提出了具體的可行性的應對措施，
這對于變電站以及整個電網的穩定與可靠運行都將具有
一定的實際意義。
參考文獻：
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作者簡介：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：水利水電開發征地移民工作。
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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