趙立文

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局，廣東 江門 529000）

1 引言

對(duì)變電站中繼電保護(hù)工作的重視，就是對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定供電的重視。變電運(yùn)行中的繼電保護(hù)關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，其可靠性和及時(shí)性占有重要的地位。而在實(shí)際的工作中，繼電保護(hù)存在著很多的缺陷。只有防范不必要的問(wèn)題的出現(xiàn)，及時(shí)處理好存在的缺陷問(wèn)題，才能確保變電站能夠正常供電，才能提高整個(gè)電力系統(tǒng)的供電效率，為人們的生產(chǎn)和生活提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

2 繼電保護(hù)存在的缺陷及案例分析

2.1 出現(xiàn)變壓器后備保護(hù)故障

一般有三種情況容易導(dǎo)致變壓器的毀壞：（1）低壓側(cè)無(wú)雙重保護(hù)，以及缺乏斷路器失靈保護(hù)裝置。如果110千伏側(cè)過(guò)流保護(hù)拒動(dòng)或斷路器故障，高壓側(cè)過(guò)流不能感應(yīng)低壓側(cè)故障靈敏度，加上斷路器開(kāi)斷不起作用，這樣就不能及時(shí)排除低壓側(cè)故障；（2）變壓器的低壓側(cè)區(qū)域出現(xiàn)短路，使得變壓器遭受高電流的影響，破壞其動(dòng)態(tài)穩(wěn)定。若存在長(zhǎng)時(shí)間的短路，導(dǎo)致變壓器內(nèi)部出現(xiàn)故障而燒毀；（3）110千伏線路出現(xiàn)間隔故障。如果配電裝置的內(nèi)部電器間隔距離不大，同時(shí)配電設(shè)備質(zhì)量不高，就會(huì)造成母線故障。

案例1：2014年6月5日，110kV翠山站的監(jiān)控通知工作人員出現(xiàn)“#3主變低后備裝置異常”告警信號(hào)，運(yùn)行人員到現(xiàn)場(chǎng)檢查長(zhǎng)沙站后臺(tái)機(jī)發(fā)“#3主變低后備裝置異常”告警信號(hào)，#3主變低后備裝置面板“裝置異?！睙袅粒ㄒ?jiàn)圖1），報(bào)“開(kāi)入開(kāi)出異常”，工作人員懷疑開(kāi)入開(kāi)出插件損壞。經(jīng)相關(guān)廠家分析，故障原因是：#3主變低后備保護(hù)裝置開(kāi)入開(kāi)出插件損壞，引起保護(hù)裝置異常，退出運(yùn)行。裝置投運(yùn)時(shí)間不足一年，插件故障是由于產(chǎn)品質(zhì)量引起。

圖1 #3主變低后備裝置面板“裝置異?！睙袅?/p>

2.2 出現(xiàn)饋線繼電保護(hù)裝置故障

現(xiàn)時(shí)變電站的負(fù)荷饋線越來(lái)越多，10kV線路保護(hù)裝置也相應(yīng)增加，10kV線路保護(hù)裝置及二次回路的可靠性要求越來(lái)越高，主要原因是許多出線負(fù)荷要求供電可靠性要求高，一但10kV線路保護(hù)裝置因線路故障無(wú)法及時(shí)切除故障電流，會(huì)引起主供電源開(kāi)關(guān)保護(hù)動(dòng)作而跳閘，對(duì)所供電線路的母線造成失壓，沒(méi)有故障的出線負(fù)荷因而停電，令事故進(jìn)一步擴(kuò)大。由于歷史原因，個(gè)別變電站設(shè)計(jì)不規(guī)范，對(duì)10kV線路保護(hù)裝置出現(xiàn)故障只能通過(guò)裝置報(bào)文送到監(jiān)控后臺(tái)，重要信號(hào)（如：裝置故障、控制回路斷線等）沒(méi)有通過(guò)裝置硬接點(diǎn)動(dòng)作經(jīng)公共測(cè)控送到監(jiān)控后臺(tái)，由于所有綜合自動(dòng)化變電站都實(shí)行無(wú)人值班，裝置故障報(bào)文只通過(guò)軟報(bào)文送到監(jiān)控后臺(tái)，很容易掉失，如果裝置有故障，而監(jiān)控后臺(tái)又沒(méi)有即時(shí)收到和發(fā)現(xiàn)，在此期間如果饋線線路有故障，很可能會(huì)引起主供電源開(kāi)關(guān)保護(hù)動(dòng)作而越級(jí)跳閘，進(jìn)一步擴(kuò)大事故。

案例2：2012年12月3日，運(yùn)行人員在110kV平富崗站日常巡視中發(fā)現(xiàn)10kV田野線保護(hù)裝置告警，監(jiān)控后臺(tái)沒(méi)有異常信號(hào)上報(bào)。經(jīng)繼保檢修人員現(xiàn)場(chǎng)對(duì)保護(hù)裝置檢查后發(fā)現(xiàn)，保護(hù)裝置故障是由于裝置電源插件故障引起（見(jiàn)圖2），裝置故障后監(jiān)控后臺(tái)沒(méi)有異常信號(hào)是由于裝置故障時(shí)無(wú)法將報(bào)文送到監(jiān)控后臺(tái)且沒(méi)有接入硬接點(diǎn)信號(hào)到監(jiān)控后臺(tái)，更換電源插件后裝置經(jīng)試驗(yàn)正常，同時(shí)對(duì)故障信號(hào)上送進(jìn)行整改，重新接入裝置硬接點(diǎn)信號(hào)到監(jiān)控后臺(tái)。裝置電源插件故障經(jīng)廠家分析，插件故障原因是電源板所處裝置工作溫度較高，高溫會(huì)使得電解電容的壽命明顯縮短，導(dǎo)致其容量下降及漏電流增大。而該批次的電源模塊所使用的電解電容品質(zhì)較差也是板件發(fā)生故障的原因之一，后期供貨的電源模塊已使用更高品質(zhì)的電解電容。

圖2 保護(hù)裝置故障電源板件（多個(gè)電解電容已鼓起）

2.3 出現(xiàn)二次回路故障

電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行條件下，如果沒(méi)有出現(xiàn)任何故障，系統(tǒng)是不會(huì)受到任何影響的，但是二次回路或繼電器保護(hù)裝置，很可能存在故障隱患。例如：繼電保護(hù)接線端子、繼電器保護(hù)出口的壓板、電流互感器、電壓互感器等，一旦發(fā)電裝置發(fā)生故障或電力系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，這些潛在的隱形故障就會(huì)影響到電力系統(tǒng)，甚至嚴(yán)重導(dǎo)致設(shè)備損壞或重大安全事故，影響整個(gè)電力系統(tǒng)的供電作業(yè)。有許多因素都會(huì)產(chǎn)生隱形故障，例如不合理的設(shè)定值、設(shè)定值計(jì)算誤差；動(dòng)力系統(tǒng)部件的損壞、老化；插件接觸不良；電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商或維護(hù)人員誤操作、誤觸電源設(shè)備；保護(hù)檢查不規(guī)范；二級(jí)回路存在寄生回路；工作環(huán)境差；電力系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)人員進(jìn)行操作時(shí)，沒(méi)有提供良好的設(shè)備維護(hù)。

案例3：2011年04月27日，110kV恩美線C相故障，美華站側(cè)保護(hù)電流差動(dòng)及重合閘動(dòng)作，開(kāi)關(guān)重合不成功，監(jiān)控后臺(tái)發(fā)控制回路信號(hào)，控制回路紅綠燈熄滅。相關(guān)檢修人員對(duì)控制線路進(jìn)行了及時(shí)檢查（見(jiàn)圖3）。經(jīng)相關(guān)技術(shù)人員分析，得出故障原因是：開(kāi)關(guān)在合閘狀態(tài)時(shí)，正常儲(chǔ)能完畢，儲(chǔ)能微動(dòng)開(kāi)關(guān)SL導(dǎo)通，KA1儲(chǔ)能控制中間繼電器長(zhǎng)期勵(lì)磁，線圈發(fā)熱燒斷，無(wú)法吸合動(dòng)作，常開(kāi)接點(diǎn)打開(kāi)，切斷合閘回路，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)無(wú)法重合并發(fā)出控制回路信號(hào)。

圖3 恩美線控制回路圖

3 繼電保護(hù)缺陷的應(yīng)對(duì)措施

3.1 變壓器后備保護(hù)的措施

（1）采用過(guò)流保護(hù)。在所有電力設(shè)備的電路運(yùn)行中，任何時(shí)候都會(huì)有兩套完全獨(dú)立的繼電保護(hù)裝置，分別由兩個(gè)完全獨(dú)立的斷路器控制進(jìn)行保護(hù)。這樣，當(dāng)一組保護(hù)裝置或任何一臺(tái)斷路器不能正常工作，另一套保護(hù)裝置或另一個(gè)斷路器可安全斷開(kāi)，故障排除。在變壓器的低壓側(cè)，建立一組過(guò)電流保護(hù)，兩組交流和直流的是相互獨(dú)立的，這樣的設(shè)備可以防止原低電壓側(cè)過(guò)流保護(hù)失去作用時(shí)變壓器缺乏保護(hù)。

（2）防止直流電源消失。當(dāng)所有的變壓器保護(hù)設(shè)備使用同一個(gè)直流電源時(shí)，如果發(fā)生故障導(dǎo)致低電壓側(cè)直流電源消失，那么后果不堪設(shè)想，可能令保護(hù)設(shè)備動(dòng)作失效或斷路器拒動(dòng)，導(dǎo)致變壓器損壞。

（3）選擇正確的CT位置。在110kV側(cè)緊挨著斷路器并且位于母線側(cè)安裝變壓器差動(dòng)CT是最佳位置。其優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)110kV斷路器的分?jǐn)嗍r(shí)，可以馬上通過(guò)差動(dòng)保護(hù)進(jìn)行故障的排除。而相間過(guò)流CT安裝時(shí)，必須靠近變壓器，使導(dǎo)線、套管在其保護(hù)范圍內(nèi)。

3.2 對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備故障采取的措施

（1）及時(shí)更換故障組件。及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在故障隱患的部件，更換成好的或正常規(guī)定同規(guī)格的元件。這樣替換之后，判斷是否是組件壞掉導(dǎo)致故障的出現(xiàn)，這樣可以縮小故障范圍。在處理綜合自動(dòng)化保護(hù)裝置的內(nèi)部故障時(shí)，經(jīng)常使用這種方法進(jìn)行故障排除。如果更換后故障消失，則說(shuō)明舊的組件存在故障；如果故障仍然存在，根據(jù)這種方法在其他位置繼續(xù)查找故障。該方法可以不斷縮小故障范圍，可節(jié)省時(shí)間，減少人力的浪費(fèi)。

（2）技術(shù)參數(shù)的比較。即參照法，是將出現(xiàn)故障的設(shè)備的技術(shù)參數(shù)與正常設(shè)備的技術(shù)參數(shù)相比較，根據(jù)比較的結(jié)果，找出存在故障的具體位置。在布線錯(cuò)誤檢查、定制校驗(yàn)中進(jìn)行故障查找時(shí)，這種方法很實(shí)用。

（3）由于綜合自動(dòng)化變電站大多是無(wú)人值班，對(duì)有故障的保護(hù)裝置能遠(yuǎn)程監(jiān)控到保護(hù)設(shè)備故障信號(hào)是非常重要的，保護(hù)裝置在故障情況下應(yīng)有可靠的手段監(jiān)視到設(shè)備故障信息。

3.3 對(duì)二次回路故障的防范措施

（1）加強(qiáng)二次回路絕緣電阻的測(cè)定。測(cè)定回路的絕緣電阻，是檢查電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)最簡(jiǎn)單的方法。通過(guò)測(cè)定的結(jié)果，就可以分析出是什么原因?qū)е码姎庠O(shè)備導(dǎo)電部分的絕緣故障，這些原因包括：絕緣油劣化、老化、擊穿；絕緣整體或者局部臟污或受潮等。另外，也要格外重視安裝在戶外的一些設(shè)備，包括電流互感器、斷路器控制箱、電壓互感器以及二次回路與變壓器相連的二次端子箱等。因?yàn)閼敉廨^差的條件、環(huán)境，會(huì)嚴(yán)重影響設(shè)備的絕緣性。因此，現(xiàn)場(chǎng)繼電保護(hù)人員要重視對(duì)二次回路的絕緣檢測(cè)，防止檢測(cè)只存在于形式。

（2）加強(qiáng)二次回路的整組試驗(yàn)。在進(jìn)行正式輸電之前，需要經(jīng)過(guò)試驗(yàn)來(lái)測(cè)試二次回路以及保護(hù)裝置是否合理，確保安裝的質(zhì)量。在試驗(yàn)過(guò)程中，首先要進(jìn)行必要的模擬故障試驗(yàn)，還要對(duì)繼電保護(hù)裝置在正常運(yùn)行情況下的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行試驗(yàn)，在正常的工作狀態(tài)下，檢查對(duì)保護(hù)回路的整定值，確保改值的正確性。另外，在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，要根據(jù)試驗(yàn)程序嚴(yán)格的進(jìn)行，試驗(yàn)中決不允許采取認(rèn)為操作的方法或者簡(jiǎn)單的方法對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行試驗(yàn)。在裝置正式使用之前，要保證裝置完成整組試驗(yàn)，以此作為裝置能夠可靠的運(yùn)行的保證。

（3）二次回路的定期維護(hù)檢查。從近幾年事故事件教訓(xùn)看，對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)是非常必要的，如開(kāi)展一年一度保護(hù)出口傳動(dòng)斷路器試驗(yàn)，對(duì)斷路器定期分合操作及對(duì)定期斷路器機(jī)構(gòu)內(nèi)部元件維護(hù)檢查等。

4 結(jié)束語(yǔ)

電力科技的不斷發(fā)展，也加快了繼電保護(hù)裝置的更新步伐，對(duì)繼電保護(hù)裝置的安全運(yùn)行有了更高的要求。110kV繼電保護(hù)設(shè)備，是我國(guó)電力系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、安全運(yùn)行的重要保障。作為電力工作人員，對(duì)110kV繼電保護(hù)中存在的問(wèn)題，要及時(shí)進(jìn)行全面、系統(tǒng)的分析，采取經(jīng)驗(yàn)處理、定位處理、分段處理法等手段，及時(shí)、有效地解決問(wèn)題，保證人身、電網(wǎng)和設(shè)備的安全。

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