金華電網繼電保護缺陷統計及建議

周滔滔，周立偉，吳雪峰，周國慶

（金華電業局，浙江金華321017）

金華電網繼電保護缺陷統計及建議

周滔滔，周立偉，吳雪峰，周國慶

（金華電業局，浙江金華321017）

繼電保護設備在電力系統中起著維護電網安全的重要作用，對金華電網近3年來的繼電保護設備缺陷進行了統計，從硬件故障、程序問題、二次相關回路3個方面分析了缺陷產生的原因，對今后的繼電保護設備維護工作提出了相應建議。

繼電保護；缺陷；統計

隨著電力系統的不斷發展，繼電保護設備的數量也急劇增加。金華電網現有繼電保護設備4 879套，其中國產設備4 767套，生產廠家有南瑞繼保、北京四方、國電南自、許繼電氣、深圳南瑞、南瑞科技、許繼四方、許繼日立、浙江創維、南京電研、南京中德等，設備國產化率97.70%。故障錄波器114套，生產廠家有國電武儀、深圳雙合、中元華電、南京銀山、萊姆儀器等。結合金華電網2009—2012年繼電保護缺陷發生情況，對繼電保護缺陷進行統計分析并提出相應建議。

1 缺陷總體情況

按照“緊急、重要、一般”的缺陷等級劃分，對2010—2012年所有繼電保護設備的缺陷進行分類統計，共消缺576次，其中緊急缺陷103次，重要缺陷237次，一般缺陷236次。匯總詳見表1。

緊急缺陷：因保護設備的原因導致一次設備必須停運，需立即處理的缺陷。

重要缺陷：保護設備退出運行，而一次設備不需要停運的缺陷。

表1 缺陷總體情況

一般缺陷：不影響保護設備功能，保護設備尚能繼續運行的缺陷。

從統計匯總表看，2010—2012年缺陷數量大體持平，其中緊急缺陷的數量增加明顯，重要缺陷亦有逐年增加趨勢，主要集中于保護設備的硬件故障。一般缺陷數量總體持平，重要及以上缺陷的增加，說明保護設備的總體運行情況堪憂，設備維護壓力增加。

對缺陷按不同電壓等級變電站分類統計，匯總見表2。

500 kV變電站中，雙龍變電站和丹溪變電站采用了較多的國外保護設備，由于設備運行時間較長，設備老化嚴重，2010及2011年故障發生較多。部分進口保護設備缺陷比較集中、頻繁且服務質量差，嚴重影響電網的正常運行。如ABB公司的保護曾發生家族性缺陷，但廠家一直沒有徹底的改進措施。AREVA公司的LFZR保護設備廠家已不提供備品備件。但隨著近2年逐步將國外保護設備更換為國產設備，缺陷發生數量呈下降趨勢，2012年缺陷發生數量相對較低。

表2 不同電壓等級變電站缺陷設備統計

對2010—2012年繼電保護設備的缺陷按照繼電保護、故障錄波器、所用變壓器及消弧線圈控制器設備分類進行統計，如表3。

表3 缺陷設備分類統計

統計分析表明：

（1）繼電保護設備雖然發生缺陷數量較多，但缺陷發生率較低，設備整體質量要明顯高于故率錄波器、所用變壓器及消弧線圈控制器；

（2）故障錄波器、所用變壓器及消弧線圈控制器的故障發生率較高，整體質量較差，占到了整體缺陷數量的34.33%；

（3）故障錄波器問題較多，故障主要集中在對時裝置故障、裝置內部硬件故障，部分廠家售后服務能力不足；

（4）所用變壓器及消弧線圈控制器缺陷主要集中在繼電器中，由于繼電器質量不良，正常運行時動作又較頻繁，故障發生率較高。

2 缺陷發生原因分析

按照設備硬件故障、設備程序問題、二次相關回路等缺陷原因對全網缺陷按下列類型進行分類統計分析，匯總表見表4。

2.1 二次相關回路

二次相關回路缺陷占全部缺陷的13.84%，占到了重要及以上缺陷的20.42%，主要是一次設備輔助觸點不良引起的保護設備異常，以及戶外一次設備由于密封、質量等原因造成直流接地等缺陷。

表4 缺陷原因分類統計

直流接地故障，設備正常運行時很難發現，有一定的隱蔽性，對設備的穩定運行有重大影響，故需對該類故障進行重點分析。2010—2012共發生直流接地47起，按照發生原因分類：一次設備故障30次；二次回路故障10次；直流裝置故障7次。二次回路故障主要集中在一些運行年限較久的變電站，二次電纜老化是出現直流接地的直接原因，建議對這些變電站加快設備改造。

一次設備故障主要集中在主變壓器及隔離開關的機構箱。主變壓器設備已逐步安裝了防雨罩，故目前發生直流接地故障的情況相對減少，隔離開關輔助觸點不良造成的直流系統接地故障有所增加。隔離開關機構進水還會使機構輔助觸點損毀，建議對隔離開關機構也采用相應的防雨設施。

2.2 保護設備程序問題

保護設備程序問題多為廠家程序本身存在缺陷，徹底解決需廠家升級程序。這類缺陷由于需對程序進行檢查和修改，缺陷處理時間較長。

典型程序問題為國電南自的SGB750母線保護，存在保護壓板不能控制保護功能投退的異常情況，經廠家分析，該裝置1.05Z或1.06g版本程序中的壓板更新時間計數器算法存在錯誤，導致壓板狀態不能實時更新。

有一部分故障可以通過重啟裝置來消除，建議對于這類故障現象較為明顯，處理方法比較簡單的缺陷，可以考慮由管理部門制定相關規定，由運行人員對裝置進行重啟來消除故障，以提高缺陷處理的速度和效率。

2.3 保護設備硬件故障

從表3可以看出硬件故障或硬件性能不良引起的缺陷占總缺陷的一半多，最常見的問題是電源板、CPU板、裝置面板等板件損壞，這與裝置的家族性缺陷、生產質量、運行環境等因素有關。

家族性缺陷是指同一個廠家設備或同一生產批次的設備，由于設備設計及質量上的問題，出現共有的缺陷。如某一批保護裝置液晶顯示器或開關電源會在設備運行后同一時間段出現故障。

典型硬件故障為國電南自PSL600與PST1200系列保護的人機模件MMI，在運行中頻繁發生液晶面板死機或反復初始化、運行燈熄滅或間歇性閃滅、內部RAM出錯等缺陷，給保護的正常運行帶來一定影響，涉及2004—2007年出廠的并使用雙以太網或三以太網通信的PS系列保護設備。使用了無屏蔽層的網線或帶屏蔽層網線的屏蔽金屬絲未良好接地時，MMI出現異常的概率較高。

繼電保護設備要求的運行環境溫度為0～40℃，而在迎峰度夏期間，由于設備運行環境溫度升高，設備故障次數明顯增加。特別是電源板受環境溫度影響較大。統計表明，溫度每升高10℃，電源板壽命將減少1倍。

另外，各個廠家的設備質量參差不齊，有的廠家的設備在達到保修期后，缺陷數量明顯增加，加大了檢修部門設備維護的壓力。

3 保護設備運行建議

3.1 加強備品備件管理

按變電站等級分為10 kV，110 kV，220 kV，500 kV，按設備廠家分有ABB、南瑞繼保等14個廠家，保護設備類型達到數百種。考慮到相關設備由于生產批次的不同而導致的裝置板件及版本不同，如果備齊全部備品備件，整體數量會達到上千種。如此龐大的的備品備件，需在設備采購、使用、維護、評估等環節加強管理，避免由于管理欠缺，大量備品備件準備不足，出現缺陷處理時無備品的情況。

3.2 加速超齡變電站改造升級

按照繼電保護的規程規定，繼電保護設備的運行時間為10—12年，但目前所轄變電站中有很多設備的運行年限已經達到、甚至超過了這一年限，設備技術改造不及時，設備老化嚴重，有的設備廠家甚至已經停止生產，給設備運行帶來了重大安全隱患。

對于已達到甚至超過運行年限的繼電保護設備，由于相關備品備件稀缺，應盡快進行設備的改造，同時加強對超過運行年限設備的二次巡檢工作。

3.3 加強戶外電纜整治工作

二次回路缺陷主要產生于戶外電纜，運行多年的變電站都存在電纜溝支架腐蝕老化現象，變電站內原設計的電纜溝的布置本來已欠條理，加上多次改造，電纜排列凌亂異常，惡劣的電纜溝環境也加快了電纜老化的過程。應采用新型的復合材料電纜支架和“活動電纜支架”對電纜溝進行整治，改善戶外電纜的運行環境。

3.4 改善設備運行環境

為保證繼電保護設備的穩定運行，減少環境溫度對保護設備運行壽命的影響，開關室及控制室內損壞的空調應及時維修。迎風度夏期間要求將控制室內保護屏的前柜門和后柜門打開，以利于保護設備的散熱。

為保證一次輔助觸點的可靠，對戶外機構的輔助開關及變壓器上非電量輔助觸點盒應加裝防雨罩。

3.5 提高檢修質量

嚴格執行檢修現場管理規定，將管理規定的各項措施落實到檢修現場的實際工作中。特別注重幾個細節問題：螺絲緊固，應對所有螺絲（包含短接片）進行全面緊固；插件除灰，應將所有板件拔出進行灰塵清掃；電源板更換，運行達6年以上保護裝置的電源板都應及時更換。

[1]吳雪峰，邱海，呂贏想.繼電保護設備狀態檢修探討[J].浙江電力，2011，30（5）∶51-54.

[2]吳雪峰，高川，鄭曉明.老舊變電站電纜溝支架更換實施方案探討[J].浙江電力，2012，31（6）∶63-65.

（本文編輯：楊勇）

Summarization and Suggestions of Relay Protection Defects in Jinhua Power Grid

ZHOU Tao tao，ZHOU Li wei，WU Xue feng，ZHOU Guo qing
（Jinhua Power Supply Bureau，Jinhua Zhejiang 321017，China）

Relay protection plays an important role in maintaining power grid safety in power system.This paper sums up the defects of relay protection equipment in terms of hardware failures，program problem and secondary circuit in the last three years，and brings forward some suggestions for future maintenance.

relay protection；defect；summarization

TM773

：B

：1007-1881（2013）09-0019-03

2013-03-08

周滔滔（1979-），女，浙江金華人，工程師，從事繼電保護與自動化檢修工作。