電力系統(tǒng)繼電保護常見故障與對策分析

王淼 鄭龍 張佳賓 楊舒婷

摘要：繼電保護是電力系統(tǒng)的重要組成部分，繼電保護系統(tǒng)在運行中發(fā)生故障，會給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行造成影響。因此，生產(chǎn)運行管理中可以通過對典型的、常見的繼電保護故障進行分析探討，舉一反三，并采取有效的處理對策和預(yù)防措施，提升電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：電力工程;繼電保護故障;對策分析

1繼電保護所發(fā)揮的作用

繼電保護在電力系統(tǒng)發(fā)生內(nèi)部故障或不正常運行狀態(tài)時，能夠智能識別電力系統(tǒng)本身的故障或危及安全運行的事件，根據(jù)故障的性質(zhì)，在保護裝置可能實現(xiàn)的最短時間和最小范圍內(nèi)，將運行的故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，或及時發(fā)出報警信號。具體而言，主要功能包括：（1）監(jiān)控電力系統(tǒng)中設(shè)備的運行，當(dāng)被保護的設(shè)備發(fā)生故障時，相應(yīng)的繼電保護裝置迅速精確地給故障元件相關(guān)的斷路器設(shè)備發(fā)出跳閘指令，讓故障設(shè)備第一時間從電力系統(tǒng)中切除，將事故影響范圍降到最小，降低對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定供電的影響。（2）科學(xué)智能傳達電氣設(shè)備各種不正常運行狀態(tài)，并根據(jù)不正常運行狀態(tài)和設(shè)備運維條件的迥異而發(fā)出相應(yīng)的指令，警醒值班工作人員及時高效地采取相應(yīng)的措施，或可由自動裝置自動進行相關(guān)的跳閘及控制。（3）實現(xiàn)對電力系統(tǒng)設(shè)備的自動化控制和遠程操作，以及對工業(yè)生產(chǎn)的自動控制。

2繼電保護的常見故障類型和應(yīng)對措施

2.1電流互感器飽和引起的保護誤動

在最近若干年的電力生產(chǎn)中，出現(xiàn)過電流互感器在保護區(qū)外故障或大容量電動機啟動時，因流過電流互感器電流過大，造成電流互感器出現(xiàn)飽和，導(dǎo)致差動保護誤動作的事故。主要原因有：（1）電流互感器在設(shè)計選型上未選用容量足夠的保護級電流互感器。（2）在施工調(diào)試階段，電流互感器因安裝、調(diào)試等因素造成現(xiàn)場組別接線錯誤，導(dǎo)致差動保護選用計量級電流互感器。

針對這一故障，應(yīng)采取如下對策。首先，在設(shè)備選型上應(yīng)進行電流互感器的核算，根據(jù)電力系統(tǒng)短路容量來合理選擇電流互感器的容量，滿足相關(guān)繼電保護裝置上下級整定配合和可靠性的要求。其次，在施工調(diào)試階段，應(yīng)認真核對圖紙與現(xiàn)場實際接線情況，根據(jù)廠家提供的電流互感器銘牌及伏安特性報告，確認CT組別，防止差動保護電流互感器組別選擇不當(dāng)。

2.2CT、PT接地問題引起保護誤動及拒動

所有互感器的二次繞組回路都必須有且只能有一點接地。現(xiàn)場由于等電位地網(wǎng)及二次回路接地不規(guī)范，二次電氣設(shè)備繁多且二次回路接線復(fù)雜，再加上電纜絕緣老化以及人為接線錯誤等因素，導(dǎo)致二次回路經(jīng)常出現(xiàn)多點接地的安全隱患，在外部嚴重干擾情況下，出現(xiàn)繼電保護裝置誤動作或拒動的安全事故。如當(dāng)PT二次回路出現(xiàn)多點接地，在一次系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障的時候，因故障點電位及變壓器中性點電流的影響，造成保護裝置采樣到的二次電壓與實際故障相電壓不一致，對保護裝置的動作行為產(chǎn)生影響，出現(xiàn)保護拒動或者誤動的風(fēng)險;當(dāng)CT二次回路出現(xiàn)多點接地，當(dāng)一次系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障的時候，因二次電流回路存在分流，導(dǎo)致保護裝置采樣到的電流出現(xiàn)一定的偏差，對保護裝置的動作行為產(chǎn)生影響，出現(xiàn)保護拒動或者誤動的風(fēng)險。

2.3繼電器誤動作引起的跳閘事故

為了提高二次回路繼電器的可靠性，現(xiàn)場二次回路及保護裝置可采取如下預(yù)控措施：（1）在設(shè)計上應(yīng)對繼電器的用途、型號、廠家及參數(shù)進行最佳設(shè)計。（2）對二次回路中重要的出口繼電器及保護開入信號，應(yīng)采取防止繼電器誤動的措施。如外部開入不經(jīng)閉鎖直接跳閘（變壓器非電量保護、線路保護遠方跳閘，母差失靈保護開入等）的重要回路，應(yīng)在啟動開入端采用大功率中間繼電器，并要求其動作電壓在55%～70%Un范圍內(nèi)，動作功率不低于5W。（3）保護裝置重要光耦開入信號應(yīng)使用強電光耦電源。在保護裝置內(nèi)，涉及直跳回路開入量應(yīng)設(shè)置必要的延時防抖措施（由保護裝置軟件實現(xiàn)），防止由于保護開入量的短暫外部干擾造成保護裝置誤動出口。（4）對于現(xiàn)場不滿足反措要求的繼電器，應(yīng)及時進行整改，消除隱患。

2.4定值整定問題引起的保護誤動及拒動

電力系統(tǒng)繼電保護定值的正確整定和執(zhí)行是保證繼電保護裝置正確動作的兩個重要條件。現(xiàn)場技術(shù)人員在執(zhí)行定值時，往往因為設(shè)備及人為等多種因素出現(xiàn)誤整定的情況。主要原因有：（1）在設(shè)計、基建、技改等階段未能及時、準確地向保護計算人員提供有關(guān)的計算參數(shù)、圖紙等。（2）繼電保護定值在執(zhí)行過程中因人為因素導(dǎo)致的保護誤整定，如定值核對錯誤、保護定值數(shù)據(jù)執(zhí)行錯誤、控制字、跳閘矩陣執(zhí)行錯誤、軟壓板執(zhí)行錯誤、定值區(qū)執(zhí)行錯誤等。

2.5繼電保護裝置質(zhì)量問題引起的保護誤動和拒動

繼電保護裝置質(zhì)量問題引起的保護誤動或拒動主要的原因有：（1）繼電保護裝置原理和保護邏輯功能存在缺陷導(dǎo)致保護誤動或拒動。（2）繼電保護裝置零部件質(zhì)量不合格，精度低。（3）繼電保護裝置運行年限及運行環(huán)境等問題造成元器件的老化，從而影響繼電保護設(shè)備運行的工況。（4）繼電保護裝置開關(guān)電源模塊異常導(dǎo)致繼電保護裝置退出運行甚至引起保護誤動或拒動。

針對上述問題，可采取如下措施。首先，保護裝置的選型、功能配置、邏輯，必須滿足有關(guān)標準、規(guī)范、規(guī)程、規(guī)定及其他相關(guān)的設(shè)計、技術(shù)監(jiān)督文件的要求，并經(jīng)相關(guān)繼電保護管理部門同意。保護裝置選型應(yīng)采用質(zhì)量優(yōu)良、技術(shù)成熟、性能可靠的產(chǎn)品。其次，加強繼電保護裝置較薄弱環(huán)節(jié)的開關(guān)電源模塊校驗及更換。最后，繼電保護裝置應(yīng)嚴格按照相關(guān)的檢驗規(guī)程、規(guī)范進行檢驗，對于繼電保護裝置運行年限超期的，應(yīng)及時進行保護裝置安全性評估及升級改造，提高繼電保護裝置的可靠性。

3結(jié)束語

繼電保護工作是確保電網(wǎng)運行安全穩(wěn)定的最重要的一道防線，在工作中，一方面應(yīng)對生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的各種故障進行原因分析及經(jīng)驗教訓(xùn)的總結(jié)，并提出相應(yīng)的改進措施及預(yù)控措施。另一方面，要加強專業(yè)隊伍建設(shè)，培養(yǎng)綜合性技術(shù)人才，積極探索新形式下的繼電保護管理工作，保證繼電保護的安全可靠，促進電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。

參考文獻

[1]關(guān)于電廠繼電保護裝置檢修與管理的探討[J].吳小忙.黑龍江科技信息.2017（01）