馮甜

(四川省電力公司綿陽電業(yè)局，四川 綿陽 621000)

前言：隨著我國電力建設(shè)的快速發(fā)展，人們對(duì)用電的質(zhì)量也逐漸提高，一旦電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致大面積的停電，這給社會(huì)的經(jīng)濟(jì)和人們的日常生活都將帶來嚴(yán)重的影響。在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性直接對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行起到致關(guān)重要的作用。為此，提高繼電保護(hù)可靠性是電力事業(yè)發(fā)展中需要解決的問題。

1.繼電保護(hù)系統(tǒng)工作的特征。電力系統(tǒng)的監(jiān)控與保護(hù)都是需要繼電保護(hù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，其本身的工作任務(wù)是將“危險(xiǎn)”即故障元件從電力系統(tǒng)中分離出來。作為一種智能系統(tǒng)，繼電保護(hù)可以反映出電力系統(tǒng)中整體元件的運(yùn)行狀態(tài)，并發(fā)出合理的指令信息，如:跳閘，減負(fù)荷，斷路等等。這樣既保護(hù)了無故障部分的電力系統(tǒng)繼續(xù)工作，也保證了無故障的元件繼續(xù)運(yùn)作。

2.繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的概述?？煽啃允呛饬恳粋€(gè)系統(tǒng)，設(shè)備或者是元件在一定時(shí)間和條件內(nèi)，所完成規(guī)定工作量的能力。從繼電保護(hù)系統(tǒng)角度出發(fā)，其可靠性是指在系統(tǒng)的應(yīng)用范圍內(nèi)發(fā)生了它應(yīng)該啟動(dòng)的事故時(shí)，它不能拒絕動(dòng)作，而在其他應(yīng)該保護(hù)的情況下，它不能誤動(dòng)作。繼電保護(hù)是在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)候開始工作的，所以，繼電保護(hù)的可靠性不能只取決于裝置本身，還要參考電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式，故障統(tǒng)計(jì)的規(guī)律等因素。在電力系統(tǒng)中各種繼電保護(hù)裝置不是獨(dú)立的，而是相輔相成，相互配合的。可見，某一裝置的可靠性，不僅僅取決于裝置本身，還與其他的裝置的可靠性有關(guān)聯(lián)。所以，在探討提高繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性措施時(shí)，需要注意的是，不僅僅要研究單獨(dú)裝置的可靠性，還有對(duì)各個(gè)保護(hù)裝置進(jìn)行配合工作的可靠性進(jìn)行探討。

3、影響繼電保護(hù)可靠性的因素。繼電保護(hù)裝置在投入運(yùn)行后，便進(jìn)入了工作狀態(tài)，按照給定的整定值正確的執(zhí)行保護(hù)功能，時(shí)刻監(jiān)視供電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的變化，出現(xiàn)故障時(shí)正確動(dòng)作，把故障切除。當(dāng)供電系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，保護(hù)裝置不動(dòng)作。

3.1.繼電保護(hù)裝置的制造廠家在生產(chǎn)過程中沒有嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量管理、把好質(zhì)量關(guān)，如:

3.1.1 、某些繼電器的工作性能未經(jīng)實(shí)際運(yùn)行考驗(yàn)卻定型生產(chǎn)。

3.1.2 、制造工藝粗糙，如電磁型、機(jī)電型繼電器零部件的精度低、材質(zhì)差、易磨損、轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活。

3.1.3 、晶體管保護(hù)裝置中元器件的質(zhì)量差，性能變化大，插件板與插座接觸不良，配合不緊密，容易發(fā)生錯(cuò)動(dòng)。

3.1.4 、保護(hù)裝置出廠產(chǎn)品未嚴(yán)格按照試驗(yàn)條件和要求進(jìn)行可靠性試驗(yàn)。

3.2.繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行過程中受周圍環(huán)境影響較大。由于其周圍空氣中存在大量的粉塵和有害氣體，同時(shí)又受到高溫的影響，將加速繼電保護(hù)裝置的老化，導(dǎo)致性能改變。有害氣體也會(huì)腐蝕電路板和接插座，造成繼電器接點(diǎn)被氧化，引起接觸不良，失去保護(hù)功能。

3.3.晶體管保護(hù)裝置易受干擾源的影響，如電弧、閃電電路、短路故障等諸多因素，導(dǎo)致發(fā)生誤動(dòng)或拒動(dòng)。

3.4.保護(hù)可靠性在很大程度上還依賴于運(yùn)行維護(hù)檢修人員的安全意識(shí)、技能和責(zé)任心。繼電保護(hù)的可靠性與調(diào)試人員有密切關(guān)系，如技術(shù)水平低、經(jīng)驗(yàn)少、責(zé)任心不強(qiáng)、發(fā)現(xiàn)和處理存在問題的能力差等。

3.5.保護(hù)裝置的正確動(dòng)作與操作電源有關(guān)，特別是電容儲(chǔ)能裝置，電解電容日久老化、容量下降，故障時(shí)斷路器不能切閘;而酸性或鎘鎳蓄電池也存在接地或電壓電流不足等問題，如果維護(hù)不周，也會(huì)造成不可靠。

3.6.互感器質(zhì)量差，在長期的運(yùn)行中，工作特性發(fā)生變化，影響保護(hù)裝置的工作效果。

3.7.保護(hù)方案采用的方式和上下級(jí)保護(hù)不合理，選型不當(dāng)。

3.8.繼電保護(hù)整定值不準(zhǔn)確、各級(jí)保護(hù)之間整定值配合不當(dāng)，都將導(dǎo)致保護(hù)拒動(dòng)或誤動(dòng)。

4、改善繼電保護(hù)可靠性的技術(shù)措施

4.1.保護(hù)裝置在制造過程中要嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量管理，把好質(zhì)量關(guān)，提高裝置中各元器件的質(zhì)量。盡量選用故障率低、壽命長的元器件，不讓不合格的劣質(zhì)元件混進(jìn)其中。電磁型繼電器轉(zhuǎn)動(dòng)件要求軸尖錐度正確，光潔度好;各零件配合適當(dāng);接點(diǎn)鍍銀處理，接觸良好。晶體管保護(hù)裝置中的元器件要重視焊接工藝質(zhì)量。晶體管要經(jīng)過嚴(yán)格篩選和老化處理，在高低溫的考驗(yàn)下，功能仍然保持穩(wěn)定;改進(jìn)插接座制造工藝，使其不變形，接觸良好。

4.2.晶體管保護(hù)抗干擾能力較差，易受干擾源的影響，故在設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試時(shí)應(yīng)采取有效措施，切斷干擾的耦合途徑。如設(shè)置隔離變壓器、濾波器、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。

4.3.晶體管保護(hù)裝置在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮安裝在與高壓室隔離的房內(nèi)，免遭高壓大電流、斷路故障以及切合閘操作電弧的影響。同要防止環(huán)境對(duì)晶體管造成的污染，有條件的情況下要裝設(shè)空調(diào)。電磁型、機(jī)電型繼電器外殼與底座間加膠墊密封，防止灰塵和有害氣體侵入。

4.4.繼電保護(hù)專業(yè)技術(shù)人員在整定計(jì)算中增強(qiáng)責(zé)任心。在計(jì)算中進(jìn)行認(rèn)真分析再確定，使各級(jí)保護(hù)整定值準(zhǔn)確，上下級(jí)保護(hù)整定值匹配合理。

4.5.繼電保護(hù)專業(yè)調(diào)試人員要不斷提高專業(yè)技術(shù)水平，增強(qiáng)責(zé)任心，不斷提高發(fā)現(xiàn)和處理各種技術(shù)問題的能力。在調(diào)試工作中認(rèn)真負(fù)責(zé)，嚴(yán)格按調(diào)試規(guī)程的要求進(jìn)行調(diào)試工作。4.6.加強(qiáng)對(duì)保護(hù)裝置的運(yùn)行維護(hù)與故障處理能力并進(jìn)行定期檢驗(yàn)，制定出反事故措施，提高保護(hù)裝置的可靠性。例如晶體管保護(hù)裝置中的元器件均有一定的壽命期，其故障特性曲線具有浴盆形狀，如圖1所示。

圖1 元器件故障特性曲線

4.7.從保證電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性方面考慮，要求繼電保護(hù)系統(tǒng)具備快速切除故障的能力。為此重要的輸電線路或設(shè)備的主保護(hù)采用多重化設(shè)施，需要有兩套主保護(hù)并列運(yùn)行。

4.8.供電系統(tǒng)中的供電設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，如雙重主保護(hù)均不動(dòng)作，則還應(yīng)加裝切除故障的設(shè)備保護(hù)裝置。在保護(hù)整定計(jì)算時(shí)要合理考慮后備保護(hù)與主保護(hù)的配合特性和選用整定值。

4.9.為了使保護(hù)裝置在發(fā)生故障時(shí)有選擇性動(dòng)作，避免無選擇性動(dòng)作，在保護(hù)裝置設(shè)計(jì)、整定計(jì)算方面應(yīng)考慮周全、元器件配合合理、才能提高保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性。

5.提高繼電保護(hù)運(yùn)行操作的準(zhǔn)確性

5.1.運(yùn)行人員在學(xué)習(xí)了保護(hù)原理及二次圖紙后，應(yīng)核對(duì)、熟悉現(xiàn)場(chǎng)二次回路端子、繼電器、信號(hào)掉牌及壓板。嚴(yán)格“兩票”的執(zhí)行，并履行保護(hù)安全措施票，按照繼電保護(hù)運(yùn)行規(guī)程操作。每次投入、退出，要嚴(yán)格按設(shè)備調(diào)度范圍的劃分，征得調(diào)度同意。為保證保護(hù)投退準(zhǔn)確，在運(yùn)行規(guī)程中編入各套保護(hù)的名稱、壓板、時(shí)限、保護(hù)所跳開關(guān)及壓板使用說明。由于規(guī)定明確，執(zhí)行嚴(yán)格，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)。

5.2.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)行人員主要是通過培訓(xùn)學(xué)習(xí)來掌握的。要求不能以停直流電源代替停保護(hù)；有關(guān)PT的檢修，應(yīng)通知繼保人員對(duì)有壓監(jiān)視3YJ接點(diǎn)短接與方向元件短接；用旁路開關(guān)代線路時(shí)，各保護(hù)定值調(diào)到與所代線路定值相同；相位比較式母差保護(hù)在母聯(lián)開關(guān)代線路時(shí)，必須進(jìn)行CT端子切換。特別要注意啟動(dòng)聯(lián)跳其它開關(guān)的保護(hù)，及時(shí)將出口壓板退出。常見的有：100MW發(fā)電機(jī)組單元式接線的高壓廠變差動(dòng)、重瓦聯(lián)跳主機(jī)、主變開關(guān)保護(hù)；母線失靈跳主變、線路開關(guān)保護(hù)；線路過功率切機(jī)保護(hù)；主變零序一段跳母聯(lián)開關(guān)保護(hù)；廠用備用分支過流跳各備用段保護(hù)等。

5.3.發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)運(yùn)行中有異?；虼嬖谌毕輹r(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

5.3.1.母差保護(hù)。在發(fā)出“母差交流斷線”、“母差直流電壓消失”信號(hào)時(shí)；母差不平衡電流不為零時(shí)；無專用旁路母線的母聯(lián)開關(guān)串代線路操作及恢復(fù)倒閘操作中。

5.3.2.高頻保護(hù)。當(dāng)直流電源消失時(shí)；定期通道試驗(yàn)參數(shù)不符合要求時(shí)；裝置故障或通道異常信號(hào)發(fā)出無法復(fù)歸時(shí)；旁母代線路開關(guān)操作過程中。

5.3.3.距離保護(hù)。當(dāng)采用的PT退出運(yùn)行或三相電壓回路斷線時(shí)；正常情況下助磁電流過大、過小時(shí)；負(fù)荷電流超過保護(hù)允許電流相應(yīng)段時(shí)。

5.3.4.微機(jī)保護(hù)?？偢婢療袅?，同時(shí)四個(gè)保護(hù)（高頻、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，說明保護(hù)與接口CPU間通訊回路異常，退出CPU巡檢開關(guān)處理，若信號(hào)無法復(fù)歸，說明CPU有致命缺陷，應(yīng)退出保護(hù)出口壓板并斷開巡檢開關(guān)處理。

5.3.5.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)壓開關(guān)油路上有人工作時(shí)。

5.3.6.重合閘。在線路開關(guān)事故跳閘次數(shù)超標(biāo)時(shí)；系統(tǒng)短路容量增加，斷路器的開斷能力滿足不了一次重合要求時(shí)；無壓檢定的電壓抽取裝置故障或同期檢定來自母線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)。

結(jié)論

總之，在復(fù)雜大電網(wǎng)環(huán)境下，繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性研究已日益顯得重要。隨著通訊技術(shù)的進(jìn)步，繼電保護(hù)向著計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化，保護(hù)、測(cè)量、控制、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化方向進(jìn)一步快速發(fā)展。

[1]李烽.繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性及應(yīng)用分析[J].電氣工程研究與應(yīng)用,2010,(3)

[2]寧歆.繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性研究[J].電氣技術(shù),2008.