分析影響繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的常見(jiàn)因素及事故解決方法

孫迪飛 王浩巖 王英民 陳文彬

摘要：繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，隨著社會(huì)的進(jìn)步，各行各業(yè)的正常發(fā)展都已離不開(kāi)電力系統(tǒng)的運(yùn)行。繼電保護(hù)系統(tǒng)能夠保障電力系統(tǒng)的安全，對(duì)避免事故的發(fā)生和擴(kuò)大起著至關(guān)重要的作用。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常工況時(shí)，繼電保護(hù)裝置在可實(shí)現(xiàn)的最小區(qū)域和最短時(shí)間內(nèi)，自動(dòng)將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，或發(fā)出信號(hào)由工作人員解除故障，以減輕或避免損壞設(shè)備和影響相鄰區(qū)域的供電。對(duì)于繼電保護(hù)工作人員來(lái)說(shuō)，熟悉繼電保護(hù)故障，能夠在最短時(shí)間內(nèi)有效地解決問(wèn)題非常有必要，因此分析影響繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性因素和解決對(duì)策一直是一項(xiàng)重要課題。本文筆者將著重分析常見(jiàn)的影響因素及提出事故的解決方法。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)系統(tǒng);可靠性;影響因素;解決方法

一、影響繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的因素

（一）繼電保護(hù)系統(tǒng)軟件因素

微機(jī)保護(hù)軟件一旦出錯(cuò)可能會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)或拒動(dòng)。當(dāng)前影響軟件可靠性的常見(jiàn)因素有：軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)失誤;需求分析定義不夠準(zhǔn)確;編碼有誤;定值輸入出錯(cuò);測(cè)試不規(guī)范等。

（二）繼電保護(hù)系統(tǒng)硬件裝置因素

（1）繼電保護(hù)裝置

在繼電保護(hù)裝置中，與之密切相關(guān)的硬件模塊有許多，當(dāng)中間某一模塊出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)就會(huì)影響系統(tǒng)的可靠性，這些模塊包含有：中央處理模塊;電源供應(yīng)模塊;模擬量輸入模塊;數(shù)字量輸入模塊;數(shù)字量輸出模塊。

（2）二次回路

二次回路中可能存在線路老化、裸露導(dǎo)致接地等現(xiàn)象，由該原因造成的繼電保護(hù)故障在整個(gè)系統(tǒng)故障中占有一定的比例。

（3）輔助裝置

繼電保護(hù)輔助裝置包括三相操作繼電器箱、交流電壓切換箱及分相操作繼電器箱等，它們?cè)谡麄€(gè)系統(tǒng)中起著極為重要的作用。

（4）裝置的通信、通道及接口

縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的光纖、縱聯(lián)保護(hù)的收發(fā)信機(jī)、微波的通信接口等裝置系統(tǒng)容易發(fā)生通信隔斷故障，這會(huì)直接導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置不動(dòng)作。

（5）斷路器

斷路器是電力網(wǎng)絡(luò)的重要元件，繼電保護(hù)的可靠性和電力系統(tǒng)主接線的可靠性直接依賴于它。斷路器的質(zhì)量和可靠性直接影響了繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。

（三）人為因素

安裝接線人員未按設(shè)計(jì)要求正確接線，導(dǎo)致誤接線等問(wèn)題;檢修、運(yùn)行人員的誤操作。人為因素導(dǎo)致的問(wèn)題在繼電保護(hù)系統(tǒng)中占有很大的比例，這非常值得重視。

二、繼電保護(hù)事故處理的方法

（一）充分利用微機(jī)提供的故障信息

對(duì)于那些常發(fā)生的簡(jiǎn)單事故容易排除，但也有少數(shù)故障單憑經(jīng)驗(yàn)是難以解決的，這時(shí)應(yīng)采取正確的方法和步驟處理。

（1）充分利用故障錄波和時(shí)間記錄

故障錄波圖形、微機(jī)事件記錄、裝置燈光顯示信號(hào)是分析處理事故的重要依據(jù)，根據(jù)有用信息做出正確判斷是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。

（2）正確對(duì)待人為事故

有些繼電保護(hù)故障發(fā)生后，現(xiàn)場(chǎng)的斷路器跳閘后沒(méi)有信號(hào)指示或按照信號(hào)指示無(wú)法找到故障原因，無(wú)法界定是人為事故還是設(shè)備事故，這種情況的發(fā)生通常是因?yàn)楣ぷ魅藛T的重視程度不夠造成的。對(duì)于人為事故應(yīng)及時(shí)且如實(shí)反映，以便分析故障和避免浪費(fèi)時(shí)間。

（二）運(yùn)用正確的檢查方法

（1）順序檢查法

按外部檢查、絕緣檢測(cè)、定值檢查、電源性能測(cè)試、保護(hù)性能檢查等順序進(jìn)行檢查故障，尋找故障的根源。一般在微機(jī)保護(hù)出現(xiàn)拒動(dòng)或者邏輯出現(xiàn)問(wèn)題的事故處理中采用此方法。

（2）逆序檢查法

如果故障錄波和微機(jī)事件記錄不能盡快幫助找到事故根源，這時(shí)應(yīng)注意從事故發(fā)生的結(jié)果出發(fā)，逐級(jí)往前查找，排除故障。在保護(hù)出現(xiàn)誤動(dòng)時(shí)常采用此方法。

（3）整組試驗(yàn)法

該方法主要是用來(lái)檢查保護(hù)裝置的邏輯動(dòng)作和反應(yīng)時(shí)間是否正常，通常能夠在較短時(shí)間內(nèi)再現(xiàn)故障，判明根源。當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)，工作人員再結(jié)合其他方法進(jìn)行檢查。

三、提高繼電保護(hù)運(yùn)行操作的準(zhǔn)確性

運(yùn)行人員還應(yīng)熟悉、核對(duì)現(xiàn)場(chǎng)二次回路端子、信號(hào)掉牌、繼電器和壓板。嚴(yán)格執(zhí)行“兩票”，按照繼電保護(hù)規(guī)程進(jìn)行操作。要嚴(yán)格按設(shè)備調(diào)度范圍的劃分，征得調(diào)度同意后再執(zhí)行投退。為保證投退準(zhǔn)確，應(yīng)在運(yùn)行規(guī)程中編入各套保護(hù)的名稱、時(shí)限、保護(hù)所跳開(kāi)關(guān)、壓板及其使用說(shuō)明。由于規(guī)定明確，執(zhí)行嚴(yán)格，這可以減少運(yùn)行值班人員查閱保護(hù)圖的時(shí)間，避免運(yùn)行操作出差錯(cuò)。特殊情況下的保護(hù)操作，除了部分在規(guī)程中明確規(guī)定外，運(yùn)行人員主要是通過(guò)培訓(xùn)學(xué)習(xí)來(lái)掌握的。發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)運(yùn)行中有異常或存在缺陷時(shí)，除了加強(qiáng)監(jiān)視外，對(duì)能引起誤動(dòng)的保護(hù)退其出口壓板，然后聯(lián)系繼保人員處理。如有下列異常情況，均應(yīng)及時(shí)退出：

（1）縱聯(lián)保護(hù)

直流電源消失;裝置故障或通道異常信號(hào)發(fā)出無(wú)法復(fù)歸;裝置運(yùn)行燈熄滅。

（2）距離保護(hù)

采用的PT退出運(yùn)行或三相電壓回路斷線;負(fù)荷電流超過(guò)保護(hù)允許電流相應(yīng)段;正常情況下助磁電流過(guò)大或過(guò)小。

（3）母差保護(hù)

“母差交流斷線”、“母差直流電壓消失”信號(hào)發(fā)出;在無(wú)專用旁路母線的母聯(lián)開(kāi)關(guān)串代線路操作及恢復(fù)倒閘操作中;母差不平衡，電流不為零。

（4）微機(jī)保護(hù)

總告警燈亮，同時(shí)4個(gè)保護(hù)（縱聯(lián)、距離、零序、綜重）之一告警燈亮?xí)r，退出相應(yīng)保護(hù);如果兩個(gè)CPU故障，應(yīng)退出該裝置所有保護(hù);告警插件所有信號(hào)燈不亮，如果電源指示燈熄滅，說(shuō)明直流消失，應(yīng)退出出口壓板，在恢復(fù)直流電源后再投入;總告警燈及呼喚燈亮，且打印顯示CPU×ERR 信號(hào)，如CPU正常，說(shuō)明保護(hù)與接口CPU間通訊回路異常，退出CPU巡檢開(kāi)關(guān)處理，若信號(hào)無(wú)法復(fù)歸，說(shuō)明CPU有致命缺陷，應(yīng)退出保護(hù)出口壓板并斷開(kāi)巡檢開(kāi)關(guān)處理。

（5）重合閘

在線路開(kāi)關(guān)事故跳閘次數(shù)超標(biāo)時(shí)（一般110kV少油開(kāi)關(guān)允許5次，220kV少油開(kāi)關(guān)允許7次;220kVSF6開(kāi)關(guān)50次，LW系列110kVSF6開(kāi)關(guān)65次，否則，開(kāi)關(guān)要大修）;系統(tǒng)短路容量增加，斷路器的開(kāi)斷能力滿足不了一次重合要求時(shí);無(wú)壓檢定的電壓抽取裝置故障或同期檢定來(lái)自母線 PT 的二次電壓不正常時(shí);斷路器的氣壓或油壓降低到不允許重合閘運(yùn)行的數(shù)值或已閉鎖時(shí)。

（6）瓦斯保護(hù)

在變壓器運(yùn)行中加油、濾油或換硅膠時(shí);潛油泵或冷油器（散熱器）放油檢修后投入時(shí);需要打開(kāi)呼吸系統(tǒng)的放氣門或放油塞子，或清理吸濕器時(shí);有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)油路上有人工作時(shí)。

四、提高繼電保護(hù)可靠性的措施

繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性主要取決于設(shè)計(jì)的合理性和繼電保護(hù)裝置的可靠性。其中繼電保護(hù)裝置的可靠性又起關(guān)鍵作用。保護(hù)裝置的運(yùn)行會(huì)受到多種因素影響，無(wú)法做到絕對(duì)可靠。但只要制定各種合理的防范事故方案，采取相應(yīng)的有效預(yù)防措施，彌補(bǔ)不足，消除隱患，其可靠性是能夠滿足要求的。提高繼電保護(hù)可靠性的措施應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）在制造和選購(gòu)保護(hù)裝置過(guò)程中要嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量管理，盡量選用故障率低、壽命長(zhǎng)的元器件，不讓不合格的劣質(zhì)元件混進(jìn)其中。

（2）晶體管易受干擾源影響，抗干擾能力較差，因此在設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試時(shí)應(yīng)切斷干擾的耦合途徑。比如設(shè)置濾波器、隔離變壓器、加設(shè)接地電容、輸入輸出回路采取屏蔽電纜、裝置中增設(shè)各種閉鎖電路等。也可采用晶體管保護(hù)巡回監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行監(jiān)視。

（3）定期檢驗(yàn)保護(hù)裝置，并加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)與故障處理能力，制定反事故措施。

（4）為保證電力系統(tǒng)具有動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，繼電保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)具備快速切除故障的能力。

（5）在保護(hù)裝置設(shè)計(jì)和整定計(jì)算方面時(shí)應(yīng)考慮周全，合理選擇元器件，這樣可以使保護(hù)裝置在發(fā)生故障時(shí)有選擇性動(dòng)作，提高保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性。防止供電系統(tǒng)二次事故擴(kuò)大，在企業(yè)供電系統(tǒng)中的重要變電所應(yīng)裝設(shè)“備用電源自動(dòng)投切裝置”（BZT），可進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。

五、結(jié)束語(yǔ)

由于電力系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，通訊技術(shù)的進(jìn)步，繼電保護(hù)系統(tǒng)正向著計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化，通信一體化和人工智能化方向進(jìn)一步邁進(jìn)。同時(shí)，因?yàn)榭蒲腥藛T的研究，將會(huì)有更多的新理論和新技術(shù)應(yīng)用在繼電保護(hù)領(lǐng)域，我們繼電保護(hù)工作者應(yīng)該不斷求學(xué)和探索，提高繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，保障電網(wǎng)可靠、安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

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