繼電保護誤動作常見原因分析及防范措施

趙文飛

（柳州鐵道職業技術學院，廣西 柳州545036）

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經驗與創新

繼電保護誤動作常見原因分析及防范措施

趙文飛

（柳州鐵道職業技術學院，廣西 柳州545036）

摘要：繼電保護的誤動作將給電力系統的可靠運行帶來嚴重危害，因此針對繼電保護整定方案、二次回路絕緣情況、互感器問題等引起繼電保護誤動作的常見原因進行分析并提出一些有效的防范措施，可以提高繼電保護動作的正確率。關鍵詞：繼電保護；誤動作；防范措施

繼電保護是保證電力系統安全、可靠運行的重要措施，因此對繼電保護裝置的基本性能方面就明確要求具有很強的“可靠性”，所謂的可靠性是指繼電保護在該動作時不拒絕動做，在不該動作時不應誤動作。繼電保護的誤動作將給電力系統帶來嚴重危害，因此在繼電保護的日常運行中要注意總結和分析誤動作的原因，并積極探索防范措施，本文正是根據繼電保護裝置運行的經驗從整定方案配置、二次回路絕緣不足、互感器自身性能及外部干擾等方面分析了繼電保護誤動作的原因并探討了相應的防范措施以提高繼電保護動作的正確率。

1　整定方案不滿足要求引起的誤動作

繼電保護的整定方案是指根據被保護設備的特性而制定的一系列繼電保護措施以及這些保護之間或同一套繼電保護裝置各元器件之間的邏輯關系和時序關系的配合，在整定過程中通常要考慮整定值的計算、時限的配合和靈敏度的校驗三個方面的內容。但是，在繼電保護的實際整定中，如果只是簡單考慮裝設的保護方案類型而根據理論計算進行整定值的設置，那么在實際的保護過程中就會出現誤動作的問題。例如，某一條10 kV架空配電線路，裝設有階段式電流保護。該線路在某次停電檢修后進行合閘送電時，線路速斷保護I段動作，跳閘后自動重合不成，手動試送時又動作跳閘。排除非線路故障后采用再次手動重合閘或通過柱上開關分段合閘成功。該種現象后來多次出現，但發現并不是每次手動合閘或重合閘都會引起I段保護誤動作。經過仔細分析后，發現誤動作的主要原因是變壓器勵磁涌流所致。該線路沿線裝設有15臺變壓器，總容量約為2 000 kVA.變壓器在進行合閘時投入運行，產生了很大的勵磁涌流，其數值可以達到額定電流的6～8倍，這些變壓器的勵磁涌流疊加起來數值就非常大，而勵磁涌流含有很大成分的非周期分量和大量的高次諧波，如果整定值躲不過其影響，就可能引起誤動作[1]。

針對整定方案不滿足要求這一現象可以通過結合實際情況，對現有的整定方案進行優化，使其達到最佳的保護效果。例如以上例子中存在的問題可以增大I段的起動電流或增加適當的延時來躲開勵磁涌流的影響。但是增大起動電流會使保護范圍縮短，能否可取要根據實際線路的情況來決定。增加延時是指增加一個勵磁涌流衰減的時間，使其衰減至額定電流以下，即采用限時速斷作為主保護。

2　二次回路絕緣不足引起的誤動作

二次回路絕緣降低或不足也會引起繼電保護的誤動作。絕緣降低或不足的主要有線路老化，絕緣層擊穿，電纜施工不標準等原因[2]。例如，某變電所主變壓器的差動保護在發生了誤動作。事故后經過仔細檢查發現原來是主變差動保護一次側C相電流互感器至開關端子箱二次電纜因穿管處管口密封不嚴，導致積水進入其中，造成對地絕緣為零，從而短接了一相TA，在差動繼電器中產生了差流，引起了保護裝置的誤動作。這是一起典型的電纜施工不標準而造成繼電保護誤動作的事故案例。針對這一情況就要求在繼電保護二次回路的施工中，要求施工人員素質優良，能嚴格按照相關的施工標準和施工工藝來施工。如剝切電纜時應防止損傷線芯和保留的絕緣層，電纜終端應包扎或加熱縮套。地下電纜宜穿保護管，管口一定要密封良好。而針對線路老化，絕緣層擊穿現象，就要求在保護投運前、大修后或每年春、秋季定期檢驗時應把二次回路的絕緣檢查作為一項重點工作，除了特變要觀察二次線路外觀外，還應該用搖表測量二次回路各芯線對地及各芯線之間的絕緣，發現隱患及時處理。

3　保護用互感器引起的誤動作

3.1電流互感器

首先，電流互感器鐵心飽和將會引起繼電保護的誤動作。當接有互感器的一次主回路發生短路故障時，流過互感器的大短路電流極可能使其飽和，導致一、二次電流之間的誤差也隨之增大，從而影響繼電保護裝置的誤動作[3]。例如，在差動保護中，如果短路電流或其中的非周期分量很大，將使兩側電流互感器鐵心嚴重飽和而產生較大的不平衡電流。當不平衡電流大于差動保護的整定值時，差動保護將發生誤動作。針對這一情況，可通過：（1）限制系統的短路電流；（2）利用軟件鑒別電流互感器的飽和情況；（3）合理對電流互感器選型以及增加抗飽和的輔助措施等來解決。

其次，電流互感器二次回路接線錯誤也會導致繼電保護誤動作。例如，在裝設電流互感器時將其極性接反，從而使二次回路中性線或差動電流回路出現較大的不平衡電流，造成保護的誤動等。針對這一情況，應要求在電流互感器二次回路接線中一定要參照保護裝置說明書，嚴格按照“減極性”接法進行接線[4]。同時，在設備投運前必須做好繼電保護通流試驗，在設備投運后必須進行帶負荷向量測試。

再次，電流互感器二次回路斷線（即開路）除了會對設備、人員產生重大的安全隱患外，也會影響繼電保護的可靠動作。針對這一情況可通過電流互感器二次回路嚴禁裝設熔斷器，加強二次回路的連接導線的機械強度，加強工作人員應防范意識，避免電流端子的銹蝕氧化等措施進行防范。

3.2電壓互感器

首先，電壓互感器二次回路斷線將引起繼電保護誤動作。電壓互感器二次斷線后，繼電保護將不能獲取正常的電壓信息，或獲取得電壓信息與實際有誤，導致與電壓相關的保護無法正確動作。例如，在距離保護中，當電壓互感器發生二次回路斷線時，檢測到的相關相電壓為零，此種情況與單相接地故障相似，極易導致保護的誤動作。針對這一情況，在微機保護中，普遍采用了電壓互感器斷線檢測，一旦判定發生斷線，保護則自動閉鎖或退出，可以大大降低發生誤動作的可能性。其次，電壓互感器多點接地也會引起繼電保護誤動作。例如，中性線電壓偏移就是由于回路多點接地而造成的，進而使相電壓的變高或變低，產生相位變化，導致與電壓變化量相關的繼電器的誤動作。另外，電壓互感器二次回路接線錯誤也可能引起繼電保護的誤動作。針對這類的接線錯誤，可以在投運前對其進行一次升壓試驗來檢查二次回路接線是否正確。

4　外部干擾引起的誤動作

繼電保護裝設的變配電所聚集了大量的一次設備和二次設備，在這些設備運行時將成為高強度電磁干擾的產生源。例如電力系統發生振蕩、過電壓、短路等各種故障；或在正常運行條件下，變電所內進行斷路器、隔離開關等的倒閘操作；以及二次回路中電纜之間的電磁耦合等，這些電磁干擾將會影響繼電保護使其誤動作。針對這一情況，可通過金屬電磁屏蔽、減小電纜線路的差模電壓、電纜分類敷設、增大干擾影響距離等方式來解決[5]。

5　結束語

繼電保護裝置對于電力系統運行影響深遠，除以上分析的因素之外還有元件損壞、誤操作、外部過電壓等都可以引起繼電保護的誤動作而影響電力系統的可靠運行，作為運行和維護人員只有根據不同情況找出誤動作的真正原因，才能防范或予以消除，提高繼電保護動作的正確率。

參考文獻：

[1]王慶華.饋線繼電保護誤動作分析及防止對策[J].廣西水利水電，2014，（3）:54-55.

[2]盛敏，王雅婷，等.繼電保護二次回路問題引發的故障與防治效果[J].中國高新技術企業，2016，（2）:141-142.

[3]劉銳力.電流互感器的飽和對繼電保護裝置的影響[J].中國高新技術企業，2014，（（24）:77-78.

[4]王國松.電流互感器運行中常見問題的分析及其預防措施[J].華北水利水電學院學報，2013，34（01）:103-105.

[5]葉志超.淺談繼電保護裝置誤動作的問題分析及防范措施[J].科技與企業，2012，（08）:167-168.

中圖分類號:TM77

文獻標識碼：B

文章編號：1672-545X（2016）04-0182-03

收稿日期：2016-01-24

作者簡介：趙文飛（1982-），男，甘肅永昌人，學士，助理講師，主要從事電氣化鐵道技術專業課程的教學和研究工作。

Analysis of Causes to Misoperation of Relay Protection and Preventative Measures

ZHAO Wen-fei
（Liuzhou Railway Vocation Technical College，Liuzhou Guangxi 545616，China）

Abstract:The maloperation of relay protection will give the reliable operation of the power system brings serious harm，so for relay protection setting program，the second circuit insulation，transformer and so on caused malfunction of relay protection of common cause analysis and put forward some effective preventive measures to improve the correct rate of the relay protection action.

Key words:relay protection；misoperation；preventive measures