楊興海 王勇

摘要：隨著社會經(jīng)濟(jì)水平及人們生活質(zhì)量的提升，對電力的依存度越來越高，電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定受到廣泛的關(guān)注，這就對繼電保護(hù)裝置動作的準(zhǔn)確性、可靠性提出了越來越高的要求，本文結(jié)合工作案例對繼電保護(hù)裝置進(jìn)行故障診斷與分析，重點(diǎn)探討了變電所繼電保護(hù)裝置現(xiàn)場故障診斷及處理等相關(guān)問題，以期供有關(guān)業(yè)界同仁參考。

關(guān)鍵詞：變電所運(yùn)行;繼電保護(hù);故障;處理對策

1導(dǎo)言

當(dāng)電力設(shè)備發(fā)生故障時，正確判斷故障類型、位置，及時采取有效的處理措施，能夠降低故障造成的負(fù)面影響，減少供電方與受電方的損失。因此分析繼電保護(hù)裝置故障原因與現(xiàn)場處理措施、對提高供配電系統(tǒng)安全性、可靠性，經(jīng)濟(jì)性有著重要的意義。

2繼電保護(hù)裝置的功能

2.1必須具有正確感知被保護(hù)元件運(yùn)行狀況的能力，分析其是否處于正常、異常、故障三種狀態(tài)。當(dāng)用電設(shè)備或線路出現(xiàn)故障，如：相間短路、接地短路、過負(fù)荷、低電壓、過電壓等問題時，繼電保護(hù)裝置立即跳開特定斷路器或發(fā)出告警信號，縮小影響范圍或提示值班人員及時處理，降低經(jīng)濟(jì)損失、杜絕人員傷害。

2.2應(yīng)有事故記憶、存儲、人機(jī)交互顯示功能，為分析事故起因、查找故障地點(diǎn)、消除故障或隱患提供智能支持。

2.3應(yīng)具有“自檢”及“遙信（YX）、遙測（YC）、遙控（YK）”功能，“自檢”即是裝置本身具有自我診斷功能，能夠?qū)τ布蛙浖糠值倪\(yùn)行狀況進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)異常立即報警;“搖信”即是上傳電氣設(shè)備內(nèi)部監(jiān)控信號、斷路器的位置信號等;“遙測”即是電壓、電流、周波等模擬量的采集;“遙控”即是控制斷路器的分、合、變壓器調(diào)壓分接頭的調(diào)整等。

可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程后臺集中監(jiān)控，提高工作效率，是現(xiàn)代變電智能化自動化的體現(xiàn)。

3常見故障分析及處理案例

3.1電磁兼容性問題

國際電工委員會（IEC）的定義，電磁兼容即是指設(shè)備在其電磁環(huán)境中能不受干擾的的工作，且自身發(fā)出的電磁能量也不能干擾其它設(shè)備的正常運(yùn)行。

現(xiàn)代供電系統(tǒng)電氣電子設(shè)備繁多，電磁環(huán)境復(fù)雜，由此引起保護(hù)裝置誤動的現(xiàn)象時有發(fā)生，如何避免保護(hù)裝置受到內(nèi)外部脈沖、瞬變電磁干擾問題日漸突出。

3.1.1繼電保護(hù)裝置常見干擾源

3.1.1.1內(nèi)部過電壓

高壓斷路器合分閘操作時因截流效應(yīng)、重合閘等引起電弧的熄燃過程，易引起各種高頻電流電壓脈沖，脈沖信號通過電流電壓互感器耦合到繼電保護(hù)裝置。

案例：某變電所新建一條長1500米的電纜線路、利舊選用一臺退役的晶體管電流保護(hù)裝置，斷路器合閘操作時裝置常啟動引起速斷跳閘，現(xiàn)場檢查饋出電纜并無絕緣問題，裝置定值與檢驗(yàn)均正常，聯(lián)系生產(chǎn)廠家了解到此類產(chǎn)品在其它變電所也多次發(fā)生此種故障，后更換一臺抗干擾性能良好的微機(jī)保護(hù)裝置后此問題再無發(fā)生。

3.1.1.2外部過電壓

變電所防雷裝置或架空線路遭到雷擊，雷電流進(jìn)入變電站接地網(wǎng)中，引起接地網(wǎng)電位暫態(tài)升高同時在周圍空間產(chǎn)生強(qiáng)大的暫態(tài)磁場，經(jīng)電流電壓互感器等耦合到繼電保護(hù)裝置中。

案例：某變電所一段時間在雷雨天氣經(jīng)常發(fā)生絕緣監(jiān)察裝置誤報單相接地故障，檢查絕緣監(jiān)察裝置未見異常，電壓互感器特性曲線均合格，后來偶然發(fā)現(xiàn)變電所等電位接地網(wǎng)主干線扁鋼在一次改擴(kuò)建施工中被施工方斷開，未及時恢復(fù)，多處主接地極銹蝕嚴(yán)重，檢測接地電阻雖然合格但與以前數(shù)據(jù)相比有較大提升，后對接地系統(tǒng)進(jìn)行了修復(fù)并在絕緣監(jiān)察信號回路增加0.2秒的延時，單相接地信號誤報率大幅下降。

3.1.1.3高頻電磁波

無線通信產(chǎn)品的使用尤其是檢修現(xiàn)場大量使用的對講機(jī)等高頻電磁設(shè)備，由于其頻率高、發(fā)射功率強(qiáng)，與其接近時二次弱電設(shè)備如保護(hù)裝置等就易受干擾。

案例：某變電所值班員手持新配備的對講機(jī)在巡視設(shè)備時無意間接近了保護(hù)屏上的一臺使用多年的低頻減載裝置，裝置馬上顯示運(yùn)行異常，遠(yuǎn)離后裝置又自動恢復(fù)正常，保護(hù)裝置雖然沒有誤動引起跳閘事故，但隱患明顯存在。

3.1.1.4靜電

靜電一般是由于不同物質(zhì)的摩擦等原因?qū)е抡?fù)電荷積累而產(chǎn)生高壓，雖然放電能量小但由于時間超短，瞬間能量仍可大到干擾保護(hù)裝置正常運(yùn)行甚至損壞設(shè)備，靜電干擾一般歸于脈沖干擾，強(qiáng)度由脈沖能量和脈沖寬度決定。

案例：某變電所XX線路新裝微機(jī)保護(hù)裝置，運(yùn)行兩年內(nèi)燒毀兩塊電路板，兩次被迫停用故障裝置，開始懷疑質(zhì)量有問題，廠家技術(shù)人員到場重新更換電路板后，經(jīng)仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)裝置外殼經(jīng)插件接地線虛接，接地線處理完畢后目前又運(yùn)行兩年未發(fā)生電路板燒毀事故，此問題被廠家技術(shù)人員認(rèn)為是典型的靜電事故。

3.1.1.5其它雜散干擾

保護(hù)裝置的直流電源噪聲、繼電器開斷時的瞬變過電壓、設(shè)計有缺陷的印刷電路板發(fā)出的輻射噪聲等也是重要的干擾源。

3.1.2防治電磁干擾的措施

通常在硬件、軟件上采取技術(shù)措施抑制干擾，提升可靠度，常規(guī)手段一般有三種，即控制干擾源、阻斷干擾通道、降低裝置的噪聲敏感度。主要技術(shù)措施簡要分析如下：

3.1.2.1隔離，即將保護(hù)裝置與外界相連的信號線、電源線經(jīng)過隔離后再進(jìn)入裝置內(nèi)部。

3.1.2.2阻隔屏蔽來自外部電磁場的輻射干擾。

3.1.2.3接地，信號接地是把裝置內(nèi)部的理論等電位點(diǎn)用低阻導(dǎo)線連接，為內(nèi)部電路提供基準(zhǔn)等電位點(diǎn);功率接地是將電源回路串入的、低通模擬濾波回路耦合進(jìn)的干擾信號濾除;屏蔽接地是將裝置外殼及電流、電壓變換器屏蔽層接地;安全接地是為確保人身安全和靜電放電通道將裝置外殼接地。

3.1.2.4程序異常復(fù)位即所謂“看門狗”技術(shù)，是指應(yīng)用獨(dú)立于中央處理器（CPU）的定時中斷監(jiān)視程序運(yùn)行，就是設(shè)置定時器的整定時間略大于程序運(yùn)行周期，并在程序周期性執(zhí)行中對定時器時間刷新操作。

3.1.2.5出口編碼校核，為防治程序失控導(dǎo)致非法輸出，造成斷路器誤跳閘，需要對保護(hù)出口的操作進(jìn)行校核，即用軟件編碼經(jīng)硬件解碼后才能啟動出口驅(qū)動電路。

3.1.2.6軟硬件冗余措施，為降低或杜絕外部干擾或其它因素的負(fù)面影響，在軟硬件上采取冗余技術(shù)，硬件方面采用靜態(tài)冗余、動態(tài)冗余以及混合冗余等，軟件方面在冗余的保護(hù)之間又可采用不同的算法構(gòu)成原理冗余。

3.2保護(hù)定值問題

3.2.1人為因素的影響，主要指人工計算時等值電路、算法運(yùn)用等有瑕疵，造成定值不夠準(zhǔn)確，導(dǎo)致保護(hù)系統(tǒng)指令存在問題，致使保護(hù)裝置誤動。

3.2.2電網(wǎng)運(yùn)行方式影響，運(yùn)行方式發(fā)生較大改變，定值未及時更改，導(dǎo)致保護(hù)裝置的靈敏度下降，在電網(wǎng)發(fā)生故障時會造成本級保護(hù)拒動，上級保護(hù)誤動，擴(kuò)大了停電范圍。

3.3 電流互感器問題

3.3.1差動保護(hù)的工作原理是反應(yīng)首尾CT的電流差值，故不僅要求10%誤差曲線不能偏離額定值，而且要求10%誤差曲線應(yīng)該有嚴(yán)格的一致性，不同廠家生產(chǎn)的電流互感器不能用于同一套差動保護(hù)回路中。

3.3.2高壓電流互感器常有不同準(zhǔn)確度的兩個鐵芯和兩個繞組，分別接測量儀表和保護(hù)用繼電器，電氣測量對精度要求較高、在一次側(cè)短路時對儀表沖擊要小，為限制二次側(cè)短路電流增長倍數(shù)鐵芯應(yīng)易于飽和;繼電保護(hù)對正常運(yùn)行時精度要求不高，但一次側(cè)短路時鐵芯不應(yīng)飽和，使二次電流能與一次電流成比例增長，以適應(yīng)保護(hù)靈敏度的要求。注意兩組接線端子不能接錯。

3.4插件絕緣問題

在繼電保護(hù)系統(tǒng)中，設(shè)備布線復(fù)雜緊密，具有較高的集成度，當(dāng)系統(tǒng)長時間運(yùn)行，插件接線位置由于靜電的作用會逐漸積聚大量的塵埃，從而出現(xiàn)焊點(diǎn)通路問題，造成設(shè)備故障。

4結(jié)束語

對繼電保護(hù)裝置故障或誤動作的原因進(jìn)行分析并提出處理對策，是一項非常復(fù)雜的技術(shù)問題，本文沒有糾結(jié)于繁文縟節(jié)的理論分析，而是結(jié)合作者多年的現(xiàn)場工作經(jīng)驗(yàn)，從電磁兼容理論、保護(hù)原理切入，主要面向現(xiàn)場解決實(shí)際問題，為類似故障問題的處理提供參考。但無論從哪種故障都可以看出，堅持系統(tǒng)的現(xiàn)場維護(hù)與定期檢驗(yàn)才是技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的基礎(chǔ)，才能為供電系統(tǒng)的安全性、可靠性提供堅實(shí)的保障。

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