電網繼電保護缺陷及解決措施分析

國網江西省電力公司萍鄉供電分公司 戴育輝

?

電網繼電保護缺陷及解決措施分析

國網江西省電力公司萍鄉供電分公司 戴育輝

【摘要】電網繼電保護系統作為保障電網安全、穩定、可靠運行的重要防線，在運行實踐過程中，受系統本身、環境、外力、人為等諸多因素的影響，不可避免會出現各類缺陷，從而影響繼電保護系統的可靠動作，進而給電網的正常運行帶來不利因素。因此，基于電網安全、穩定、可靠運行考慮，有必要對電網保護相關缺陷進行研究。文章根據實際工作經驗，結合某地區電網繼電保護工作實際，在統計常見類型缺陷及分析缺陷產生原因的基礎上，針對性的提出了常見缺陷的解決及預防措施，可為繼電保護工作實踐提供參考。

【關鍵詞】電網；繼電保護；缺陷

隨著我國社會經濟的發展，電力需求不斷增加，電網規模不斷擴大，繼電保護設備在數量方面也在急劇增加。雖然目前繼電保護設備國產化已達到了98%，設備技術含量、生產質量、檢修水平等都有了很大程度的提高，但面對著如此龐大數量的繼電保護系統設備，不可避免會出現各種類型的缺陷，從而影響著繼電保護裝置的動作可靠性，進而不得電網的安全、可靠運行。文章以某市電網2013～2015年繼電保護缺陷實際情況為研究對象， 對該市繼電保護缺陷類型及產生原因作了統計分析，并針對性的提出了可行性、有效性的缺陷預防及解決措施，可為我國繼電保護設備缺陷率的降低提供一定的參考。

1 某市繼電保護缺陷情況統計分析

首先對目前常見的繼電保護缺陷按風險程度劃分為一般、重要及緊急三個等級，一般缺陷即對保護設備功能不產生影響，保護設備尚能繼續運行的缺陷；重要缺陷即繼電保護設備退出運行，而一次設備不需要停運的缺陷；緊急缺陷即因繼電保護設備原因導致一次設備必須停運，需立即處理的缺陷。然后對某市2013～2015三年間繼電保護缺陷實際情況按照一般、重要及緊急三個等級進行分類統計，如表1所示。其中一般缺陷227 次，重要缺陷249次，緊急缺陷118次，合計594次。

表1 缺陷總體現狀

從表1的統計數據可以看出，該市2013～2015年間每年的缺陷總量基本上處于平穩狀態，增加或者減少數量變化不大。其中，一般缺陷數量總體持平，重要缺陷和緊急缺陷的數量呈逐年上升趨勢，又以保護設備的硬件故障為主。通過重要缺陷和緊急缺陷逐年增加的趨勢可以看出，保護設備總體運行狀況堪憂，需加強維護力度。同時按電網電壓等級對繼電保護缺陷情況作分類統計分析，結果表明，在最高電壓等級電網中，由于所使用的保護設備以進口為主，隨著運行時間的不斷增長，設備老化較為嚴重，近兩年所發生的故障明顯增多。進口保護設備由于缺陷集中且售后服務質量差，對保護設備的正常運行產生的不利影響。例如，某些國外生產廠商的保護設備存在家族性缺陷，沒有根本性的解決對策，進而導致缺陷集中發生。再如，某些國外廠家所生產的保護設備已備品備件可替換。但伴隨著國外設備逐漸被國產設備所替代， 缺陷率得到了明顯的控制，2015年缺陷的數量大幅度降低。另外，按照繼電保護、故障錄波器、變壓器及消弧線圈控制器設備對2013～2015年繼電保護設備的缺陷進行分類統計，如表2所示，分析結果如表2所示。

表2 缺陷設備分類統計

（1）雖然繼電保護設備的缺陷數量較多，但缺陷發生率較低，可見保護設備整體質量水平較高。（2）故障錄波器、變壓器及消弧線圈控制器的故障率較高，整體質量較差，占到了缺陷總量的33.333%。（3）故障錄波器故障率較高，集中產生于對時裝置、裝置內部硬件，同時，部分廠商售后服務質量較差。（4）變壓器及消弧線圈控制器的缺陷主要集中在繼電器，由于繼電器質量差，導致正常運行時動作頻繁，故障率較高。

2 繼電保護缺陷發生原因分析

按照二次相關回路、設備程序問題、設備硬件故障等缺陷產生的原因對全網缺陷進行分類統計分析，如表3所示。

2.1 二次相關回路

從表3可以看出，二次相關回路缺陷所占比例13.49%，占到了重要及以上缺陷的20%左右， 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。另外，保證設備在正常運行時，由于直流接地故障有一定的隱蔽性，很難被發現，但會對設備運行產生重大影響，因此，對該類故障應作重點分析。據統計，該地區2013～2015共發生直流接地44 起，一次設備故障29 次，二次回路故障9次，直流裝置故障3次。二次回路故障集中于運行年限較久的變電站，較多是由二次電纜老化引起的，建議更換改造這些變電站設備。一次設備故障集中于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，故發生直流接地故障的情況相對較少，而隔離開關輔助觸點不良所導致的直流系統接地故障較多，因此，建議對隔離開關機構也采用相應的防雨設施。

表3 缺陷原因分類統計

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的缺陷，一般通過程序升級來解決。這類缺陷產生后，需對程序進行檢查和修改，處理時間較長。但也有部分故障可通過裝置重啟來消除，處理方法較為簡單，對于這類故障可由運行人員重啟裝置消除故障即可，從而提高缺陷處理效率。

2.3 保護設備硬件故障

從表3可以看出，設備硬件故障超過了50%，最常見的為電源板、CPU板、裝置面板等板件的損壞，這些缺陷的產生與家族性缺陷、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。繼電保護設備要求運行環境溫度為0～40℃，但在迎峰度夏時期，設備運行環境溫度時常會高出限值，從而增加設備故障次數。其中以電源板所受環境溫度的影響最為突出，據統計，溫度增加10℃，電源板壽命縮減1倍。另外，有些廠家的設備質量沒有得到保證，保修期過后，缺陷次數增加，給設備運行帶來不良影響。

3 繼電保護缺陷解決及預防措施

3.1 備品備件管理的加強

基于繼電保護備品備件數量龐大考慮，應加強設備采購、使用、維護、評估等環節的管理，避免由于管理以及準備的不足還導致缺陷處理時無備品可換。

3.2 變電站升級改造的推進

目前多數變電站的多數設備已經達到甚至超過了運行年限，設備老化嚴重，替代產品已經停止生產，若不及時改造升級，將直接影響設備的正常運行。特別是超過運行年限的繼電保護設備，應盡快改造升級，同時對設備的二次巡檢。

3.3 戶外電纜整治工作的注重

基于二次回路缺陷數量較多實際情況，應針對性的加以處理，二次回路缺陷主要是由于戶外電纜老化所導致的，具體老化成因較多，如電纜溝支架腐蝕、電纜溝布置欠條理、電纜排列凌亂、纜溝環境惡劣等。應改善戶外電纜運行環境，并采用新型復合材料電纜支架及活動電纜支架對電纜溝進行整治。

3.4 設備運行環境的改善

為了減少環境溫度對繼電保護設備運行壽命的影響，應及時維修開關室及控制室損壞的空調。盛夏期間為了便于保護設備的散熱，應打開控制室內保護屏的前后柜門。同時，為了保證一次輔助觸點的可靠，應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 設備檢修質量的提升

加強檢修現場的管理，將各項檢修措施落實到實際。并注重細節的處理，例如，螺絲緊固，緊固所有螺絲、清掃所有板件灰塵、更換電源板等等。

參考文獻

［1］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）.