朱 波（國網(wǎng)湖南省電力公司邵陽供電分公司，湖南邵陽422000）

變電站繼電保護(hù)安全風(fēng)險(xiǎn)及防范措施探析

朱 波（國網(wǎng)湖南省電力公司邵陽供電分公司，湖南邵陽422000）

繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中具有不可替代的作用，其是保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的前提，可有效避免電力設(shè)備損壞。然而繼電保護(hù)裝置及設(shè)備也會(huì)帶來一定程度的安全風(fēng)險(xiǎn)，有可能引發(fā)事故?；诖?，本文對(duì)變電站繼電保護(hù)安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了綜合性分析，提出了相關(guān)防范措施，以供參考。

變電站；繼電保護(hù)；安全風(fēng)險(xiǎn)

1 引言

眾所周知，變壓器是我國電力系統(tǒng)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，他的安全平穩(wěn)運(yùn)行關(guān)系著整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。而保障變壓器安全工作的設(shè)備便是變電站繼電保護(hù)裝置，為變電站的穩(wěn)定工作保駕護(hù)航，所以說對(duì)繼電保護(hù)裝置的維護(hù)迫在眉睫。尤其是近幾年來中國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，對(duì)電力行業(yè)的需求越來越大，要求也越來越高，但是各個(gè)地區(qū)中繼電保護(hù)裝置的事故還是時(shí)有發(fā)生，打亂了當(dāng)?shù)鼐用裾５纳钌a(chǎn)秩序。本文我們分析了近幾年來發(fā)生事故的原因，總結(jié)出影響變電站繼電保護(hù)裝置的安全風(fēng)險(xiǎn)因素，并依此給出相關(guān)的解決方法。

2 變電站繼電保護(hù)安全風(fēng)險(xiǎn)來源分析

分析近幾年來我國發(fā)生的由于繼電保護(hù)裝置發(fā)生的電網(wǎng)事故，發(fā)生安全風(fēng)險(xiǎn)大部分由以下原因構(gòu)成：

2.1 繼電保護(hù)裝置中二次回路不正確造成的系統(tǒng)誤動(dòng)的發(fā)生

二次回路是相對(duì)于一次回路所相對(duì)的概念。一次回路指的是一次設(shè)備中比如變電器，輸電線，等設(shè)備總所流過的電回路成為一次回路。二次回路是二次設(shè)備也就是指監(jiān)控，檢查一次設(shè)備安全問題，并提供相關(guān)保護(hù)的裝置中的回路，稱之為二次回路。二次回路通常是利用相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行采集一次設(shè)備的相關(guān)電壓等進(jìn)行相關(guān)的監(jiān)管監(jiān)控，更多的是對(duì)變壓器的調(diào)節(jié)回路的實(shí)時(shí)情況進(jìn)行相應(yīng)的分析，以及出現(xiàn)不好的狀況了二次回路能夠及時(shí)的做出反應(yīng)。一個(gè)穩(wěn)定、可靠、科學(xué)的二次回路能夠及時(shí)分析出變電站中的問題所在，減少各種電力設(shè)備中失誤情況的發(fā)生。但是現(xiàn)實(shí)情況是繼電器保護(hù)裝置的相關(guān)維護(hù)人員在最最初的調(diào)試模擬階段，沒有能過對(duì)二次回路引起足夠的重視，對(duì)相關(guān)的情況不能夠都模擬到位，造成在以后的變電站工作中出現(xiàn)了模擬之外的情形或者是突發(fā)情況，繼電保護(hù)裝置錯(cuò)誤的觸發(fā)，給整個(gè)系統(tǒng)帶來不小的損失。

2.2 模擬調(diào)試時(shí)CT極性線接錯(cuò)未發(fā)現(xiàn)而造成保護(hù)誤動(dòng)

在變電站系統(tǒng)中，繼電保護(hù)裝置不只是一個(gè)大型的繼電保護(hù)裝置，而是存在于變電器裝置中的各個(gè)小的設(shè)備總，比如說電壓表，輸電線，電閘等等的設(shè)備中，一旦發(fā)生事故能夠及時(shí)有效的發(fā)出相關(guān)警告，讓事故能夠快速安全準(zhǔn)確的排除掉。在整個(gè)變壓設(shè)備系統(tǒng)里邊，繼電保護(hù)裝置的原理也是各不相同，其中的差動(dòng)保護(hù)是里邊相當(dāng)重要的一個(gè)保護(hù)措施。根據(jù)物理原理，可以把被保護(hù)的設(shè)備看做一個(gè)接口點(diǎn)，正常情況下流進(jìn)跟流出的電流相等，沒有差距。設(shè)備一旦發(fā)生故障，電流的流進(jìn)跟流出的就會(huì)有明顯的差距，當(dāng)差距大于預(yù)定值時(shí)，就會(huì)迫使設(shè)備停止工作，而流進(jìn)保護(hù)差動(dòng)保護(hù)設(shè)備的電流就是由保護(hù)設(shè)備兩側(cè)的CT二次回路完成的。所以說只有保證了差動(dòng)保護(hù)中的CT兩側(cè)的接線正確，才能保障差動(dòng)保護(hù)的正常完成。但是事實(shí)是在各種變電器的施工現(xiàn)場，大多數(shù)的工作人員都沒有認(rèn)識(shí)到CT極性線接錯(cuò)的危害，在工作中對(duì)這個(gè)問題沒能引起足夠的重視，這就給設(shè)備的后續(xù)工作帶來不小的工作隱患，不能夠讓整個(gè)設(shè)備安全穩(wěn)固的進(jìn)行運(yùn)作。

2.3 沒有有效控制繼電保護(hù)危險(xiǎn)點(diǎn)

繼電保護(hù)危險(xiǎn)點(diǎn)主要包括兩類，即靜態(tài)危險(xiǎn)點(diǎn)與動(dòng)態(tài)危險(xiǎn)點(diǎn)。靜態(tài)危險(xiǎn)點(diǎn)主要是由于設(shè)計(jì)不合規(guī)范、維護(hù)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)所造成。這類危險(xiǎn)點(diǎn)若未進(jìn)行有效消除，將帶來長期影響，如插件問題、照明設(shè)備問題、設(shè)備抗干擾能力低下等都屬于靜態(tài)危險(xiǎn)點(diǎn)范疇。動(dòng)態(tài)危險(xiǎn)點(diǎn)會(huì)隨環(huán)境或時(shí)間變化而出現(xiàn)，具有不確定性特征。PT二次側(cè)的短路或接地，CT二次側(cè)的開路、失靈啟動(dòng)母差及啟動(dòng)載波機(jī)跳對(duì)側(cè)開關(guān)等都屬于動(dòng)態(tài)危險(xiǎn)點(diǎn)范疇。

3 控制危險(xiǎn)點(diǎn)策略分析

3.1 詳細(xì)模擬繼電保護(hù)裝置安裝

二次回路不正確的安裝給繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)造成了不必要的損失，還有就是工作人員的粗心大意，對(duì)本變電站可能要出現(xiàn)的情況沒能進(jìn)行詳盡的模擬，造成變電站平時(shí)出現(xiàn)模擬在外的情況時(shí)出現(xiàn)誤動(dòng)。這就要求相關(guān)的工作人員本著嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度對(duì)變電站二次回路的情況進(jìn)行詳盡的模擬，然后才能杜絕二次回路不正確的現(xiàn)象的發(fā)生。

3.2 CT線的極性接線正確

在變電站的整個(gè)系統(tǒng)中有大大小小的繼電保護(hù)裝置，差動(dòng)保護(hù)裝置是運(yùn)用最多最廣泛的，其中的CT極性接線的重要性不言而喻。這就要求相關(guān)的工作人員在工作時(shí)，著重檢測CT極性線的正確性問題，只有保證了這些，才能讓差動(dòng)保護(hù)發(fā)揮其作用，讓整個(gè)線路保持穩(wěn)定的輸出。

3.3 危險(xiǎn)點(diǎn)的控制

3.3.1 靜態(tài)危險(xiǎn)點(diǎn)控制

從屬性來看，靜態(tài)危險(xiǎn)點(diǎn)是始終存在的，具有長期性威脅，因此要采取根本措施徹底將其消除。新建工程實(shí)施過程中，對(duì)已知的危險(xiǎn)點(diǎn)應(yīng)進(jìn)行針對(duì)性技術(shù)改造。若發(fā)現(xiàn)設(shè)備老化，應(yīng)立即更換設(shè)備；若設(shè)立安全距離無法達(dá)標(biāo)，應(yīng)立即反饋并改造；加裝微機(jī)防誤設(shè)備，促使繼電保護(hù)裝置在出現(xiàn)故障時(shí)可穩(wěn)定工作。在某些情況下，少數(shù)危險(xiǎn)點(diǎn)是無法消除的，因此需要在現(xiàn)場設(shè)定警示牌，并設(shè)立隔離帶，用于提醒作業(yè)人員，避免出現(xiàn)事故。相關(guān)工作人員需不斷提升自身責(zé)任感、保護(hù)意識(shí)及專業(yè)素養(yǎng)水平，保證維修工作能有效實(shí)施。變電站內(nèi)部應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持專業(yè)性培訓(xùn)，強(qiáng)化安全教育，營造一個(gè)良好的安全控制環(huán)境?，F(xiàn)場維修作業(yè)期間，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，應(yīng)該先對(duì)故障影響范圍進(jìn)行判斷，再結(jié)合實(shí)際情況選擇有效控制策略，如變更設(shè)備運(yùn)行方式、停止設(shè)備運(yùn)行或投退繼電保護(hù)等。確定方案后，再對(duì)方案進(jìn)行細(xì)化。

例如，某地110kV變電站一臺(tái)主變，其容量為20MVA。35kV和10kV出線分別為四回、八回。其中10kV配電系統(tǒng)采用的開關(guān)型號(hào)為ZN28型真空斷路器，配CT19型彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)。10kV線路還設(shè)置了相應(yīng)過電流保護(hù)及電流速斷保護(hù)。自2012年投運(yùn)以來，其運(yùn)行狀況均為較好。伴隨該地在使用電量的持續(xù)增加，其配變?nèi)萘恳苍诓粩嗟卦黾?，截?015年初，該變電站開始失常出現(xiàn)主變低壓側(cè)近區(qū)故障狀況，現(xiàn)具體分析如下：

①對(duì)限時(shí)電流速斷保護(hù)進(jìn)行增加。當(dāng)出現(xiàn)高壓側(cè)復(fù)合電壓閉鎖過流，相對(duì)于低壓母線，出現(xiàn)靈敏度不夠狀況，可在低壓側(cè)增加一套過流保護(hù)裝置。此種新增保護(hù)舉措，還應(yīng)采取限時(shí)速斷，并將其配合于低壓出線速斷，先本側(cè)限跳，然后總出口限跳。此外，針對(duì)原過流保護(hù)要與出線過流進(jìn)行配合，先行本側(cè)限跳，而后對(duì)總出口限跳。如果存在靈敏度非常高的狀況，可將原低壓側(cè)過流進(jìn)行兩段式設(shè)計(jì)。針對(duì)第一段，可實(shí)施限時(shí)速斷，然后與出線速斷相配合，均對(duì)跳本側(cè)予以作用；針對(duì)第二段，其實(shí)際為過電流，將其與出線過流進(jìn)行配合，同樣采取先本側(cè)限跳，后總出口限跳的對(duì)應(yīng)方式。對(duì)于上述狀況來講，當(dāng)增加限時(shí)速斷后，如果故障發(fā)生于低壓母線，或送出線近區(qū)，對(duì)于新增加的限時(shí)速斷裝置，其就會(huì)以1～2個(gè)級(jí)差實(shí)施短暫延時(shí)后，變壓器瞬間跳開，實(shí)現(xiàn)故障排除的目的。②將母線保護(hù)裝置增設(shè)。針對(duì)低壓母線，如若其存在短路容量大狀況，并且變壓器低壓側(cè)的限時(shí)速斷保護(hù)對(duì)本母線不夠靈敏，以及變壓器對(duì)低壓側(cè)短路耐受能力較差，應(yīng)適當(dāng)增加母線保護(hù)裝置，就低壓母線故障排除時(shí)間進(jìn)行縮短。③將保護(hù)級(jí)差縮短。將后備保護(hù)在切除時(shí)間上進(jìn)行加快，其中最為有效辦法為縮短保護(hù)配合時(shí)間級(jí)差。目前，新建的變電站絕大多數(shù)均運(yùn)用微機(jī)保護(hù)，如果選用更換元件，將與變壓器后備保護(hù)具有配合關(guān)系的普通時(shí)間元件，更換為高精度時(shí)間元件，可將時(shí)間級(jí)差從0.5s降至0.3s，其保護(hù)極差縮短比例達(dá)到40%，若在全網(wǎng)范圍內(nèi)推廣，不僅可以達(dá)到提高設(shè)備及系統(tǒng)安全性的目的，同時(shí)還可對(duì)故障電流的持續(xù)時(shí)間予以減少。

3.3.2 動(dòng)態(tài)危險(xiǎn)點(diǎn)控制

通常情況下動(dòng)態(tài)危險(xiǎn)點(diǎn)呈現(xiàn)隨機(jī)性特征，并具備一定的隱蔽性?，F(xiàn)場作業(yè)時(shí)，盡可能消除由于人員主觀因素所帶來的動(dòng)態(tài)危險(xiǎn)點(diǎn)。例如，作業(yè)復(fù)雜程度較高時(shí)，應(yīng)指派技術(shù)骨干進(jìn)行指導(dǎo)；若作業(yè)存在明顯危險(xiǎn)時(shí)，除了加強(qiáng)安全防范外，還應(yīng)該由有經(jīng)驗(yàn)的作業(yè)人員實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)。若發(fā)現(xiàn)作業(yè)人員出現(xiàn)身體不適，應(yīng)勸其暫時(shí)停止作業(yè)。加強(qiáng)安全檢查工作，判斷微機(jī)保護(hù)模擬量是否正常、開關(guān)量顯示是否準(zhǔn)確。檢查保護(hù)裝置信號(hào)有無異常、差流等。核實(shí)繼電保護(hù)裝置壓板標(biāo)志與清單是否一致，確認(rèn)其位置是否按照設(shè)計(jì)圖紙安裝。檢查開關(guān)柜、端子箱、保護(hù)屏等是否緊固。對(duì)CT二次側(cè)接地點(diǎn)進(jìn)行檢查，保證CT二次側(cè)一點(diǎn)接地于開關(guān)場端子箱，接地線電流不得超過50mA。

4 結(jié)束語

加強(qiáng)變電站繼電保護(hù)安全風(fēng)險(xiǎn)控制刻不容緩。具體實(shí)施過程中，需要對(duì)靜態(tài)危險(xiǎn)點(diǎn)及動(dòng)態(tài)危險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行有效控制，通過加強(qiáng)檢查工作、管理工作，來預(yù)防事故發(fā)生，為電力系統(tǒng)正常運(yùn)行提供穩(wěn)妥保障。

［1］王 勇.變電站檢修繼電保護(hù)設(shè)備問題分析及處理措施［J］.引文版：工程技術(shù)，2016（2）：68.

［2］徐 超.110kV變電站繼電保護(hù)故障及應(yīng)對(duì)措施探討［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（3）：190.

［3］姜锫君.220kV變電站變壓器運(yùn)行及繼電保護(hù)措施探討［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（3）：189.

TM63

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2095-2066（2016）28-0053-02

2016-8-13

朱 波（1988-），男，工程師，碩士，主要從事變電運(yùn)維工作。