變電站繼電保護裝置故障相關影響的探討

朱翰超

【摘要】電力生產中，繼電保護的應用是必不可少的，新技術的不斷應用，保護裝置的功能越來越強大，特別是計算機應用于保護、監控、通訊等多個領域，但是在運行中經常發生通訊中斷、監控死機、保護裝置異常等情況，這與設備的運行環境、電源等有著直接的影響。本文通過對相關影響的探討，希望對保護裝置故障排查起到一定的幫助。

【關鍵詞】保護裝置;運行環境;監控

前言

隨著電網的不斷發展，變電站自動化程度的不斷提高，電子產品包括計算機等應用于我們的繼電保護裝置中，在我們的運行環境中，有些因素是我們不能掌控的，例如保護裝置的運行時間，只要設備投入運行，保護裝置在正常情況下是不會退出運行的，有些因素是我們運行維護工作應該做到的，例如運行環境和溫度的調控，現行的保護規程規定了“保護室內環境溫度應該保持在5℃～30℃，運行值班人員應根據季節與溫度變化，及時調整空調，以保持保護室溫度”，但是在運行中經常發生通訊中斷、監控死機、保護裝置異常等情況，這與設備的運行環境有著直接的影響。

本文通過具體案例，分析了環境溫度對保護裝置硬件，元器件壽命，保護定值和保護裝置視頻窗口的影響，最后結合實際經驗給出了相關建議，提高繼電保護裝置的壽命和運行可靠性。

1.保護裝置運行環境要求

通過對變電站保護室和保護裝置的運行溫度控制發現“保護室內環境溫度應該保持在5℃～30℃”，但是保護裝置的運行可靠性存在著明顯差異，上述溫度的規定還在沿用以前的保護規程規定，當時的保護應用程度還存在于電磁型、半導體、小型集成元件所組成，現在大型集成電路及計算機（服務器）應用于電力生產的保護裝置中，對運行溫度和環境提出了更高的要求。

參照許繼的WXH-820A 110kV及以上輸電線路的成套數字式保護裝置的運行環境要求，環境溫度：25℃～+55℃，24h內平均不超過35℃;貯運：-25℃～+70℃，在極限值下不加激勵量，裝置不出現不可逆變化，溫度恢復后裝置應能正常工作。相對濕度：最濕月的平均最大相對濕度為90%，同時該月的月平均最低溫度為25℃且表面無凝露;最高溫度為+40℃時，平均最大相對濕度不超過50%。

2.定值的自動漂移

引起繼電保護定值自動漂移的主要原因有幾方面。

（1）溫度的影響

電子元器件的特性易受溫度的影響，影響比較明顯的需要將運行環境的溫度控制在允許的范圍內。

（2）電源的影響

電子保護設備工作電源電壓的變化直接影響到給定點位的變化，所以要選擇性能穩定的電源作為保護設備的電源，保證保護的特性不受電源電壓變化的影響。

（3）元器件老化的影響

元器件的老化有一個過程，積累的結果必然引起元器件特性的變化，同時影響到保護的定值。

（4）原件損壞的影響

原件的損壞對繼電保護定值的影響最直接，而且是不可逆轉的。

3.保護裝置的視頻窗口（液晶屏）

液晶是一種特殊物質態，它可以一定溫度呈現出不同于固、液、氣三態的形態。用來制造顯示器的液晶是熱致液晶，該類液晶由溫度變化而衍生出來，并且其光電效應受溫度控制，所以存在使用溫度。如果溫度不在其使用溫度范圍之內，就等于擺脫了電場控制而不會有光電效應，從而出現各種問題。例如，溫度過高液晶會變成液體，液晶屏出現高亮度;溫度過低則冷卻變成晶體，液晶屏出現黑屏現象！液晶顯示器正常工作溫度一般要在5℃～35℃左右，濕度保持在20%～80%為佳。

4.溫度對保護裝置的影響及建議

4.1 計算機環境溫度要求

通過對上面案例分析和運行中的監測，對保護裝置異常運行時的環境溫度統計，如何控制保護室溫度是保證保護裝置正常運行和使用壽命的一個重要環節。參照計算機運行為例，在保護裝置中計算機（服務器）擔負著重要職能，其它的裝置中單片機等應用也非常普遍。在我們運行的變電站中，保護裝置幾乎集中安裝在保護室內，可以參照計算機場地技術條件。由上表可以看出溫度的過高或過低及陡然變化對設備運行的穩定性、可靠性及壽命都有很大的影響。

4.2 對保護裝置運行溫度的建議

裝置是否是運行溫度越低越好哪？答案是否定的，濕度過低時，

裝置內各種轉動設備、活動地板等有磨擦的部位易產生靜電和積累靜電荷，當靜電荷大量積累時，將會引進程序讀寫錯誤，燒壞半導體器件。在環境濕度較大時，會使裝置產生凝露，當相對濕度大于65%時，物體表面就會附著一層厚為0.001～0.01μm的水膜，這種水膜看不見、摸不著。當空氣處于飽和狀態時，水膜會增厚到10μm。致使裝置銹蝕、老化甚至電子元器件短路損壞。如蓄電池等保護室內低溫下運行容量減小、充放電率會大大降低。當相對濕度大于50%，主要設備在一年之內或更短的時間里就可能失去可靠性或可靠性降低，如果相對溫度的變化每小時大于6%，上述情況則更加嚴重。

通過對保護裝置的運行監視和對二次設備、保護裝置的運行要求和參照相關規定，為了提高保護裝置的運行可靠性，建議將保護室夏季溫度控制在22±2℃范圍內運行，冬季室溫控制在16±2℃運行，當低于14℃時可適當加溫。如蓄電池單獨安裝時，保護室可維持室溫運行。通訊機房、網絡機房、監控機房的溫度控制和運行條件也應符合GB2887-89的A級標準運行。

5.結束語

保護裝置運行的環境溫度對保護裝置本身影響很大，嚴重時可能造成電網事故，影響電網的正常運行。本文通過具體案例，分析了環境溫度對保護裝置硬件，元器件壽命，保護定值和保護裝置視頻窗口的影響，并結合實際經驗給出了相關建議，提高繼電保護裝置的壽命和運行可靠性。下一步，我們將結合電網負荷變化，將保護裝置運行與環境溫度、電網負荷變化結合起來，進一步提高繼電保護運行可靠性。

參考文獻

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