張 莉，楊啟軍，王 燦

（重慶電力高等?？茖W校，重慶 400053）

淺談繼電保護在運行過程中的誤動及解決措施

張 莉，楊啟軍，王 燦

（重慶電力高等?？茖W校，重慶 400053）

繼電保護裝置不正確動作的原因是多樣的，有技術原因、設備原因、人為原因等。通過分析保護裝置誤動，找出其解決措施，對進一步提高保護裝置動作的正確率是至關重要的。

繼電保護;誤動;定值;拒動

隨著微電子技術的迅速發(fā)展，繼電保護裝置發(fā)生了新飛躍，計算機技術、網絡技術等高新技術在繼電保護應用中得到了廣泛采用。現(xiàn)代的微機保護在繼電保護的可靠性上是越來越強，但據國家電網統(tǒng)計，全國還是有2%左右的不正確動作［1］，對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行危害很大;尤其是超高壓系統(tǒng)的繼電保護不正確動作，往往使事故擴大、造成電網穩(wěn)定性破壞、大面積停電、設備損壞等，對國民經濟造成嚴重損失，教訓是沉痛的。有些不正確動作，多少年來，雖經多次反事故措施，仍不斷重復發(fā)生，如TV二次回路需在繼電保護小室一點接地，至今仍因TV二次回路在升壓站、繼電保護小室多點接地，造成繼電保護不正確動作的事故時有發(fā)生。還有元器件質量、二次回路設計不當等也使繼電保護常常不正確動作。提高繼電保護正確動作率需要科研制造、設計、運行單位的共同努力。

本文通過對國家電力調度通信中心收集的215例典型案例進行分析，發(fā)現(xiàn)繼電保護裝置在運行過程中造成誤動的原因主要有從以下幾方面:

1 誤整定與誤配置

1.1 人為誤整定

如某電廠在整定發(fā)電機比率制動的差動保護時，起始動作電流（Iact.0=0.9）取得太小，而拐點電流（Ibrk.0=5.2）取得太大，且比率制動系數（取為0.3）過小，導致了差動保護誤動作;而正確的起始動作電流 Iact.0=（0.2 ～ 0.5）IN.T，拐點電流 Iact.0=（0.8 ～1.0）IN.T，比率制動系數一般為 0.3～ 0.5［2］。

再如，某電廠在對1#主變的比率制動的差動保護定值整定中，因其220kV與110kV側的TA二次電流均為1A，而10kV側TA二次電流為5A，在整定平衡系數時10kV側未乘以5，以致差動保護在區(qū)外故障時發(fā)生了誤動。

1.2 低電壓元件取值錯誤

如某變電站220kV的2#主變，低壓66kV側發(fā)生BC兩相短路故障，復合電壓起動的過電流保護拒動，造成上一級保護越級跳閘。此案例即為整定人員在整定低壓閉鎖元件時只取了220kV側的電壓，整定值為65V，而在上述故障下反應到220kV側的相間電壓為85V，故引起了拒動。

1.3 保護配置不合理

如某電廠為3/2接線，卻用了相電流速斷保護兼作短引線保護，導致相電流速斷保護的選擇性與短引線保護的靈敏度無法兼顧，在整定時定值選取略大（為保證引線故障時的靈敏度）而導致線路反向出口故障時出現(xiàn)了越級跳閘。

1.4 調試錯誤

如某電廠在對1#主變檢修結束后進行的斷路器沖擊合閘試驗時，2#發(fā)電機的負序電流保護誤動作。原因就是現(xiàn)場在設置負序過電流保護定值時，采用的是單相法模擬兩相短路通電調試定值，但忘記乘以，因此實際值和要求值相比偏小了倍，在1#主變沖擊合閘時，因勵磁涌流出現(xiàn)負序電流而導致了保護誤動的結果。

從此可以看出:作為保護定值整定的專職人員應具備必須的理論知識，掌握保護的正確配置與正確的計算方法;保護的定值在使用一定時間后應及時校核，尤其是當系統(tǒng)結構、參數發(fā)生變化后，必須對運行中的相關設備定值進行認真校核計算;另外由傳統(tǒng)保護改為微機保護后，現(xiàn)場運行維護及調度人員一定要仔細閱讀說明書，并理解和掌握新原理保護的整定計算與調試。

2 裝置元件的問題

2.1 電子元件的零點漂移

現(xiàn)代的微機保護裝置多由電子元件構成，在使用過程中，由于溫度與濕度的影響會導致電子元件的特性受到影響而出現(xiàn)零漂。

如果零漂不太嚴重，則不會影響保護的性質。電力部規(guī)定零漂偏差≤5%，可忽略其影響;但零漂偏差＞5%時，應查明原因，處理后才能將保護投入使用。

例如，某無人值班變電站一條10kV線路1天內誤動20次，原因就是采樣值漂移超過了整定值，在更換采樣保持原件后恢復了正常。

2.2 元器件老化及損壞

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。而元器件一旦損壞，對繼電保護裝置的影響最直接，而且是不可逆轉的;如微機保護的開關量輸出回路中的三極管擊穿，會導致保護出口誤動作，如圖1所示:

圖1 開關量輸出回路

再如，某變電站進行倒閘操作時，因WXB-11C保護9#插件中b10與z10擊穿而形成短路，在手合斷路器時，使保護發(fā)生了誤動跳閘，如圖2所示。

圖2 故障簡圖

2.3 插件絕緣損壞

微機保護裝置集成度高，布線緊密，長期運行后由于靜電作用，會使得插件接線焊點周圍聚集靜電塵埃，在外界條件允許時，兩焊點之間出現(xiàn)導電通道，從而引起裝置故障或者事故。如跳閘回路出現(xiàn)接地，會導致保護誤動作，如圖3所示。

由上可看出:保護裝置在使用一定時間后，應定期檢查各回路的插件、絕緣等，做到有備無患，對于絕緣或電子元件有薄弱環(huán)節(jié)的應提前更換。

圖3 跳閘回路絕緣損壞

3 接線錯誤

3.1 電流互感器極性接反造成保護誤動

如1997年某廠2#主變差動保護的電流互感器極性接反，導致在區(qū)外故障時發(fā)生誤動，以及在1998年某變電站1#主變的差動保護就因電流互感器極性接反，在區(qū)外10kV出線發(fā)生故障時造成誤動。

3.2 電壓互感器接線錯誤導致保護誤動跳閘

某電站的I回線單相接地故障，線路過電壓保護在線路兩側切除故障后，發(fā)生了過電壓保護誤動作跳三相的事故，原因就是TV兩點接地，使開口三角形上電壓加到了二次電壓中性點上而引起的。

除以上情況外，還有TA二次回路開路使綜合自動化變電站死機、電流回路兩點接地使零序方向保護誤動、TV三次繞組引出線極性接反引起高頻保護誤動，或將動斷觸點接成動合觸點造成保護誤動等。因此，作為施工人員一定要認真仔細地閱讀圖紙，施工完后，現(xiàn)場運行維護人員一定要認真調試。

4 誤碰誤操作

如1989年德州電業(yè)局在處理其他故障時有人誤碰防跳繼電器，直接造成110kV陵德線路斷路器跳閘。

再如某熱電廠在2#主變保護的邏輯插件上指示燈發(fā)出暗光時，其繼電保護維護人員在帶電拔出該插件進行更換時，導致該保護裝置的邏輯混亂，使出口動作，跳開2#主變兩側斷路器的事故。

此外，還有帶電拔除插件進行更換時將電源插件燒毀、或誤碰短路將直流熔絲熔斷、或將TV的二次回路短路等違章現(xiàn)象的出現(xiàn)，提醒繼電保護人員在二次回路上工作時須先做好安全措施，填用繼電保護安全措施票，對繼電保護人員做進一步的安全教育和復雜二次回路的技術培訓。

5 設計存在漏洞

在1989年6月29日，某水電廠一條220kV線路，使用PXH-107/AJ型高頻閉鎖距離、零序電流方向縱聯(lián)保護裝置。在區(qū)外發(fā)生C相接地短路故障時，誤動作跳開三相斷路器，其出口跳閘回路如圖4（a）所示。

圖4 高頻閉鎖式縱聯(lián)保護區(qū)外故障誤動跳閘有關回路

經過現(xiàn)場調查，根據圖4（b）的跳閘框圖所對應的圖4（c）跳閘邏輯框圖，圖中在正常情況下，V1和V6均為截止狀態(tài)。區(qū)外故障時，對側為反方向，故發(fā)出連續(xù)信號。本側“收信”回路一直收到對側的閉鎖信號，V1管本應飽和導通，A點為低電平。本側為正方向，“保護停信”端B點雖出現(xiàn)高電平，但因A點為低電平故不會引起誤動作跳閘。通過檢驗發(fā)現(xiàn)A點出現(xiàn)高電平，檢測V1管的be結斷了，bc結電阻為4kΩ。因此A、B點均出現(xiàn)了高電平，所以V6管導通，KMO開放繼電器動作。由圖4（a）可知，零序電流及零序功率方向元件的停信繼電器KMS的動合觸點閉合，KSO啟動信號回路，出口跳閘繼電器KCO動作跳開三相斷路器。

從此案例可以看出，該保護裝置的設計存在一定的漏洞，應對此進行改進，如圖4（d）所示，即在原電路中應增加一閉鎖環(huán)節(jié)。在正常運行時C、D兩點電位相反，與門無輸出，故閉鎖繼電器KL不動作。當“收信”輸出到KMO的起動回路中間電路在有問題時，C點電平會變高，在檢驗通道時與門有輸出，啟動KL繼電器發(fā)出告警，同時閉鎖出口回路。

6 抗干擾能力差

現(xiàn)代的微機保護主要由電子元件構成，其抗干擾性能與電磁型、整流型的保護相比較差。主要的干擾源有:內部干擾和外部干擾。內部干擾主要由在內部繼電器觸點切換時產生的強高頻電磁信號所引起;外部干擾主要由接線端子排從外界引入的浪涌電壓所引起。

解決方法:在硬件上為了防止外部浪涌電壓所引起的干擾，必須保證端子排任一點同微機部分無電的聯(lián)系，如用光電隔離和屏蔽;為了防止內部干擾，可以采用電源濾波、屏蔽電纜、印制電路板、實行聯(lián)網等;另外，在軟件上可以進行對輸入數據的糾錯、運算結果進行核對、出口進行閉鎖和自動檢測等措施。

除此之外，規(guī)定在保護屏附近嚴禁使用對講機、無線電通信工具、電焊機等設備。

7 所使用的工作電源問題

7.1 逆變穩(wěn)壓電源

逆變穩(wěn)壓電源在使用過程中，如發(fā)生以下情況均會導致保護不正確動作:

①紋波系數過高。會導致高頻信號幅值過高，影響設備的壽命，還可能造成邏輯的錯誤，導致保護誤動作。調試時，應按要求將波紋系數控制在規(guī)定的范圍以內。

②輸出功率不足。會造成輸出電壓下降，如下降幅度過大，會導致比較電路基準值發(fā)生變化，充電電路時間變短等一系列問題，影響到邏輯配合，甚至邏輯判斷功能錯誤。尤其是在保護動作時，有的出口繼電器、信號繼電器相繼動作，要求電源的輸出有足夠的容量。

③穩(wěn)壓性能差。如電壓過高或過低都會對保護性能有影響。

7.2 電池浮充供電的直流電源以及UPS供電的電源

由于充電設備濾波穩(wěn)壓性能較差，所以很難保證波形的穩(wěn)定性，即紋波系數嚴重超標。

在電力系統(tǒng)中除了以上原因外，還有一些其它方面的原因，在此就不一一列舉了?？傊胩岣呃^電保護裝置正確動作，設計人員在設計時應盡量避免出現(xiàn)設計缺陷;廠家生產時盡量要保證元器件的質量、提高抗電磁干擾的能力;整定計算人員應熟悉每個保護的基本原理，整定時應仔細校核，如果繼電保護的可靠性與靈敏度及選擇性發(fā)生了矛盾，應更注重防止保護裝置的拒動;另外為了確保電網的安全，提高繼電保護的可靠性，對一些重要的線路和設備必須堅持設立兩套不同廠家生產、不同原理的、相互獨立的保護的原則，防止因保護拒動造成大面積的停電事故;調試人員也要具備必要的繼電保護原理知識，調試時以高度負責的態(tài)度;運行維護人員在運行中多注意觀察設備的情況，仔細維護，只有這樣才能保證繼電保護裝置的正確動作，提高供電的可靠性，提高電能質量，減少國民經濟損失。

［1］ 國家電力調度通信中心.電力系統(tǒng)繼電保護典型故障分析［M］.北京:中國電力出版社，2001.

［2］ 郭光榮.電力系統(tǒng)繼電保護［M］.北京:高等教育出版社，2006.

A Study on The Mal-operations in The Operational Process of The Relay Protection And Relevant Solutions

ZHANG Li，YANG Qi-jun，WANG Can
（Chongqing Electric Power College，Chongqing 400053，China）

There are many causes for mal-operations of relay protection equipments such as technical problems，relay problems and human errors.This essay analyzes the causes for mal-operations and gives relevant solutions to reduce the mal-operation rate.

relay protection;mal-operations;set value;operational failures

TM774

B

1008-8032（2011）01-0078-04

2010-09-26

張 莉（1972－），講師，研究方向:繼電保護。