【摘 要】 由于我國輸電系統(tǒng)復(fù)雜，220kV電網(wǎng)跨越區(qū)域廣大，覆蓋范圍廣闊，因此220kV電網(wǎng)容易受外部自然環(huán)境及人為因素的影響而發(fā)生故障，文章重點介紹220kV電網(wǎng)系統(tǒng)繼電保護的工作原理，并詳細分析導(dǎo)致繼電保護事故的原因，最后提出相應(yīng)的事故預(yù)防和處理措施，對220kV電網(wǎng)管理與維護具有一定的指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】 繼電保護；220kV；事故；處理措施

近年來，隨著我國電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大、電壓等級不斷提高，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提出了更高的要求。220kV電網(wǎng)作為我國重要的電力運輸網(wǎng)絡(luò)，在電力輸送方面起著重要的作用，220kV電網(wǎng)的運行好壞將會影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本文在220kV電網(wǎng)進行監(jiān)視各設(shè)備工作原理的基礎(chǔ)上，對220kV電網(wǎng)繼電保護事故進行了分析的同時，找出繼電保護可能的事故原因，并提出了相應(yīng)的處理措施，為系統(tǒng)檢修維護提供重要幫助。

1 繼電保護工作原理

當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，總會伴隨著電流增大、電壓降低以及電流和電壓之間的相位角等發(fā)生變化的現(xiàn)象，利用這些變化量來識別系統(tǒng)處于正常、故障等工作狀態(tài)，從而實現(xiàn)相應(yīng)的保護措施。繼電保護裝置是實現(xiàn)系統(tǒng)保護的硬件設(shè)施，也是保證供電系統(tǒng)安全可靠供電的基礎(chǔ)，在電力系統(tǒng)安全運行中擔當著重要角色，它能監(jiān)控系統(tǒng)的各種運行狀態(tài)，并在故障發(fā)生后能及時地有選擇性地切除故障。繼電保護裝置由測量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分等組成，如圖1所示，各部分功能如下：

圖1：繼電保護裝置原理框圖

1）測量部分

測量電路完成電氣量對象的被保護的輸入，并與已給定的整定值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果，判斷保護是否應(yīng)該啟動元件。

2）邏輯部分

邏輯部分是根據(jù)測量部分輸出量的大小、性質(zhì)、輸出的邏輯狀態(tài)、出現(xiàn)的順序或它們的組合，使保護裝置按一定的邏輯關(guān)系工作，最后確定是否應(yīng)該使斷路器跳閘或發(fā)出信號，并將有關(guān)命令傳給執(zhí)行部分的部件。

3）執(zhí)行部分

執(zhí)行部分是根據(jù)邏輯部分傳送的信號，最后完成保護裝置所擔負的對外操作任務(wù)。如檢測到故障時，發(fā)出動作信號驅(qū)動斷路器跳閘；在不正常運行時發(fā)出警告信號；在正常運行時，不產(chǎn)生動作信號。繼電保護裝置為了完成它的任務(wù)，必須在技術(shù)上滿足選擇性、速動性、靈敏性三個基本要求：

1）選擇性。當電力系統(tǒng)中的設(shè)備或線路發(fā)生短路時，其繼電保護僅將故障的設(shè)備或線路從電力系統(tǒng)中切除，當故障設(shè)備或線路的保護或斷路器拒絕動作時，應(yīng)由相鄰設(shè)備或線路的保護裝置將故障切除。

2）速動性。繼電保護裝置應(yīng)能盡快地切除故障，對提高電力系統(tǒng)運行的可靠性具有重大的意義

3）靈敏性。電氣設(shè)備或線路在被保護范圍內(nèi)發(fā)生短路故障或不正常運行情況時，保護裝置的反映能力。

4）可靠性。在保護范圍內(nèi)發(fā)生的故障該保護應(yīng)該動作時，不應(yīng)該由于它本身的缺陷而拒絕動作；而在不屬于它動作的任何情況下，則應(yīng)該可靠不動作。

2 變電站220kV繼電保護常見事故的分析

220kV繼電保護的主要任務(wù)是：監(jiān)測220kV電網(wǎng)各設(shè)備的實際運行情況，能準確的為工作人員提供可靠的數(shù)據(jù)；當220kV電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，繼電保護裝置能迅速隔離故障部分，防止事故擴大；當220kV電網(wǎng)系統(tǒng)工作異常時，繼電保護裝置能及時向值班人員發(fā)出報警信息，保證能快速處理異常問題。

2.1繼電保護裝置配置不合理導(dǎo)致的事故

元器件損壞在繼電保護事故中占的比例較大，可能是與器件本身質(zhì)量差或老化有關(guān)，也可能是在維修過程中由于操作不當造成器件損壞，導(dǎo)致器件無法正常工作，發(fā)出錯誤的控制信號或監(jiān)控信息，從而導(dǎo)致繼電保護裝置誤動或拒動。如220kV主變重瓦斯保護繼電器密封膠圈破損，瓦斯繼電器受潮，重瓦斯保護誤動。很多繼電保護設(shè)備不齊全，以及設(shè)計不合理，如動作邏輯問題考慮不全面，導(dǎo)致在保護運行中存在一定的缺陷或安全隱患。如電廠母線保護CT繞組配置不合理，存在死區(qū)，故障時母線保護拒動。

2.2電流互感器飽和所導(dǎo)致的事故

電流互感器應(yīng)用于變電站電力系統(tǒng)時，主要是供其繼電保護系統(tǒng)測量及采樣所用，通過繼電保護系統(tǒng)的測量將電流互感器中二次值換算成一次側(cè)電流值，當電流互感器在非飽和區(qū)工作時，其比值誤差小于10%。但當電流互感器一次電流大于額定值的十多倍或是幾十倍時，由于鐵芯的飽和，輸出波畸變，從而使有效值減小，使比值誤差增大。當電流互感器深度飽和時無輸出，將會使電流繼電器不動作，從而造成拒動或越級跳閘事故。

變電站220kV繼電保護在運行中因電流互感器的飽和會受到很大程度的不良影響，如發(fā)生短路現(xiàn)象時，因電流互感器的電流出現(xiàn)飽和，感應(yīng)到的二次電流較小，將會導(dǎo)致定時限過流保護裝置無法及時展開動作。而當因短路引發(fā)的故障無法及時得到解決時，將會因大幅的電流值通過電氣設(shè)備，使設(shè)備的溫度急速上升從而造成絕緣的老化或損壞。同時繼電保護裝置在發(fā)生短路故障時會產(chǎn)生大量的電動力，從而使設(shè)備的載流部分嚴重變形或損壞。

2.3人為操作失誤導(dǎo)致的事故

運行值班人員誤操作，如誤將保護重合閘把手置于“停用”位置，導(dǎo)致線路單相瞬時性故障時不能重合閘。另外運行人員專業(yè)知識欠缺造成問題分析與處理不當，以及管理混亂等問題也可能會造成繼電保護事故。

3 變電站220kV繼電保護事故的解決對策

3.1在繼電保護運行前的規(guī)范檢查

變電站220kV繼電保護裝置在運行前應(yīng)對其進行規(guī)范的仔細檢查，檢查的主要對象包括器件質(zhì)量和設(shè)備質(zhì)量，特別是提高操作箱、收發(fā)訊機等外圍器件和設(shè)備的質(zhì)量，以防錯線、元器件損壞造成的誤動和拒動。加強對設(shè)備的檢驗和檢修，及時更換老化器件，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，可有效預(yù)防事故的發(fā)生。

3.2抗電流互感器飽和的方法

在變電站繼電保護裝置工作中有效地進行抗電流互感器飽和，可有效降低繼電保護事故的發(fā)生。其抗電流互感器飽和的主要方法有：①采用中阻抗原理或使用飽和發(fā)生器來抗電流互感器飽和，避免繼電保護裝置在電流互感器飽和時誤動；②基于采樣值的電流飽和同步識別法與電流比相法，在電流互感器飽和時閉鎖差動保護出口，以此來躲過故障非周期分量，從而避免母差保護誤動；③利用飽和時有較大的諧波量作為電流互感器飽和檢測的判別，或是利用速飽和變換器延時將電流送入差動回路，以此躲開故障電流的暫態(tài)過程來實現(xiàn)抗電流互感器的飽和。

3.3保證繼電保護裝置配置的合理性

為了避免220kV變電站繼電保護故障問題，應(yīng)首先確保繼電保護設(shè)備配置的合理性。例如，提高收發(fā)器，操作箱和其他外圍設(shè)備的質(zhì)量，從而有效地防止該元件的誤動作和損壞或斷裂。繼電保護員工在進行設(shè)備調(diào)試時，要有嚴格、細致的工作態(tài)度，最大程度的保證繼電保護設(shè)備配置的合理安全性，杜絕因員工的操作、配置失誤而引起的事故。

3.4加強電力工作人員的操作技能

提高工作人員知識和技術(shù)能力，增強員工的安全意識，盡量降低由于人為因素引發(fā)的工作風(fēng)險。創(chuàng)造多的培訓(xùn)和學(xué)習(xí)機會，提高工作人員的業(yè)務(wù)水平。制定合理有效的規(guī)章制度，完善電網(wǎng)安全運行管理體制，明確技術(shù)分工，完善繼電保護小組考核機制。著力抓好基礎(chǔ)管理，繼電保護各部門需要及時協(xié)調(diào)，落實安全責任及相關(guān)的管理制度和措施，提高繼電保護工作現(xiàn)場的安全管理水平以及對本單位以及外單位的設(shè)備的監(jiān)督力度，制定安全可行的檢修方案，做到檢查到位，檢修及時，發(fā)現(xiàn)問題隨時解決。

4 結(jié)束語

本文詳細講述了繼電保護的工作原理，重點分析了事故原因，最后提出了一些改進措施和對策，為220kV電網(wǎng)繼電保護安全可靠的運行提供一些必要的幫助，最大程度的提高繼電保護正確動作率。

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