王 侃，谷博文，仲昭學(xué)，林 揚(yáng)，王 超，劉志鵬

(1.國(guó)網(wǎng)黑龍江省電力有限公司，哈爾濱 150090; 2.國(guó)網(wǎng)黑龍江省電力有限公司電力科學(xué)研究院，哈爾濱 150030)

0 引 言

近些年，隨著中國(guó)電力行業(yè)的迅速發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，導(dǎo)致各類(lèi)繼電保護(hù)事故頻發(fā)。繼電保護(hù)事故處理不僅涉及繼電保護(hù)的原理及元器件，而且通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)處理繼電保護(hù)事故的一般經(jīng)驗(yàn)可以知道,絕大部分繼電保護(hù)事故的發(fā)生、處理都與設(shè)計(jì)、基建、安裝、調(diào)試等過(guò)程密切相關(guān)。因此，掌握一些必要的微機(jī)繼電保護(hù)基本原理及繼電保護(hù)理論是分析和處理事故的先決條件[1-2]，同時(shí)具備足夠豐富的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)往往對(duì)準(zhǔn)確分析與定性事故起著決定作用[3-5]。

繼電保護(hù)事故的處理不僅涉及運(yùn)行單位和相關(guān)人員，而且一旦出現(xiàn)保護(hù)裝置拒動(dòng)或誤動(dòng)，必須立即查明導(dǎo)致事故發(fā)生的原因，并找出問(wèn)題的源頭，然后針對(duì)性地制定防范措施，并舉一反三，避免類(lèi)似事故發(fā)生。通常一些事故發(fā)生后的相關(guān)資料和基本信息，由于不可抗拒的人為因素可能被修改或遺失，無(wú)形中給事故的分析帶來(lái)一定困難，甚至無(wú)法查出原因，導(dǎo)致存在的缺陷無(wú)法得到及時(shí)解決，電力系統(tǒng)類(lèi)似的一次、二次設(shè)備無(wú)法得到應(yīng)有的改進(jìn)與完善。因此，負(fù)責(zé)事故分析的相關(guān)調(diào)查人員必須秉承實(shí)事求是、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，同時(shí)需要理論和實(shí)際相結(jié)合，掌握事故處理的分析思路和方法。

1 正確利用故障信息

1.1 正確利用二次系統(tǒng)設(shè)備的事故信息

中國(guó)變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，給現(xiàn)場(chǎng)繼電保護(hù)事故分析與處理帶來(lái)了很多的便利條件。因此，系統(tǒng)一旦發(fā)生事故，獲取故障信息的來(lái)源很多，譬如現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)裝置面板信號(hào)燈指示信息、跳閘信號(hào)繼電器信息、保護(hù)裝置事件記錄及報(bào)文信息、故障錄波器的錄波波形及信息、監(jiān)控系統(tǒng)后臺(tái)信息、測(cè)控裝置信息、保護(hù)管理機(jī)(保護(hù)管理信息子站)信息等，都是繼電保護(hù)事故處理的重要依據(jù)，要認(rèn)真分析。

正確利用這些二次方面的信息，需要做到以下幾點(diǎn)。

1)重視各類(lèi)二次信息輔助設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)，保證設(shè)備工況正常。當(dāng)代的微機(jī)保護(hù)都具有良好的事件記錄功能和故障錄波功能，保護(hù)專(zhuān)用故障錄波器更是功能強(qiáng)大、使用便捷。如何讓這些設(shè)備在事故后的調(diào)查處理中發(fā)揮作用，取決于在事故發(fā)生時(shí)設(shè)備工況是否正常。專(zhuān)用故障錄波器的運(yùn)行情況對(duì)于一些復(fù)雜事故的分析至關(guān)重要。保護(hù)裝置往往很重視裝置的異常、閉鎖等告警問(wèn)題，一旦保護(hù)裝置的巡檢程序檢測(cè)到軟件或硬件故障，就會(huì)向監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送告警信號(hào)，以提醒運(yùn)行人員注意。運(yùn)行檢修人員也需重視此類(lèi)故障告警信息，保證保護(hù)裝置運(yùn)行工況較好。但是，故障錄波器硬件故障告警和軟件故障告警的能力遠(yuǎn)不如保護(hù)裝置，特別是軟件故障告警，現(xiàn)場(chǎng)工作中希望故障錄波器軟件程序“走死”后能及時(shí)發(fā)送告警信號(hào)，但實(shí)際中該問(wèn)題較難解決[6]。此外，綜合自動(dòng)化變電站應(yīng)重視各類(lèi)二次設(shè)備的GPS對(duì)時(shí)問(wèn)題，精確而統(tǒng)一的事故發(fā)生絕對(duì)時(shí)間，對(duì)于正確快速地閱讀各類(lèi)裝置的報(bào)文信息、快速處理事故是極其重要的，特別是對(duì)分析處理區(qū)域性電網(wǎng)事故意義更大。

2)保護(hù)裝置的故障信息不能替代專(zhuān)用故障錄波器信息。由于專(zhuān)用故障錄波器在采樣頻率、前置濾波、啟動(dòng)方式等方面與保護(hù)裝置存在較大的區(qū)別，因此保護(hù)裝置的故障信息不能替代專(zhuān)用故障錄波器信息。特別是在高壓電網(wǎng)的一些復(fù)雜事故分析處理中，專(zhuān)用故障錄波器信息是事故分析的首要信息。譬如高壓系統(tǒng)的暫態(tài)分析、諧波分析、振蕩分析，主要的依據(jù)都是專(zhuān)用故障錄波器的錄波信息。因此認(rèn)真分析各類(lèi)故障信息，去偽存真，是事故分析處理的一個(gè)基本要素。

3)繼電保護(hù)工作人員正確熟練使用相關(guān)設(shè)備。從保護(hù)裝置、故障錄波器等相關(guān)設(shè)備快速準(zhǔn)確地調(diào)取故障信息，是繼電保護(hù)事故處理的一個(gè)基本技能。因此，繼電保護(hù)工作人員應(yīng)能熟練掌握各類(lèi)相關(guān)裝置的使用，包括故障錄波器的遠(yuǎn)傳調(diào)取、格式轉(zhuǎn)換、監(jiān)控信息的遠(yuǎn)方查看、數(shù)據(jù)網(wǎng)信息的調(diào)取等，這些功能的熟練運(yùn)用對(duì)于加快事故分析、提高電網(wǎng)事故處理速度、快速恢復(fù)供電意義較大。

4)做好二次系統(tǒng)事故信息的記錄和備份。在確認(rèn)事故原因是由二次引起后，應(yīng)先盡量維持原狀，做好事故信息的記錄和備份工作。待做出初步的分析并制定事故處理計(jì)劃后再展開(kāi)后續(xù)工作，以免原始狀態(tài)信息被破壞，給事故處理帶來(lái)不必要的麻煩。

1.2 正確利用一次設(shè)備信息

利用二次設(shè)備信息指示，去判斷一次設(shè)備是否發(fā)生故障，這是電氣設(shè)備事故分析的一般思維方式。在無(wú)法區(qū)分是一次設(shè)備故障，還是二次設(shè)備誤動(dòng)時(shí)，最合理的辦法是一次、二次設(shè)備同時(shí)展開(kāi)事故調(diào)查、分析工作。對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行必要的檢查、檢測(cè)工作可以給繼電保護(hù)工作人員節(jié)約大量的時(shí)間，提供更有價(jià)值的信息，可以很快判斷出一次設(shè)備是否發(fā)生了故障[7]。一次設(shè)備故障后若繼電保護(hù)正確動(dòng)作，則沒(méi)有繼電保護(hù)事故處理問(wèn)題，若一次設(shè)備沒(méi)有發(fā)生故障而繼電保護(hù)誤動(dòng)作，或一次設(shè)備有故障而繼電保護(hù)沒(méi)有正確動(dòng)作，則需要研究查找繼電保護(hù)問(wèn)題。

2 繼電保護(hù)事故處理方法

2.1 逆序檢查法

一般當(dāng)保護(hù)裝置出現(xiàn)誤動(dòng)現(xiàn)象時(shí)，使用逆序檢查法對(duì)保護(hù)裝置及二次回路進(jìn)行檢查是非常有效的[8]。逆序檢查法是從事故的不正確結(jié)果出發(fā)，利用保護(hù)動(dòng)作原理邏輯圖逐級(jí)向前查找，當(dāng)動(dòng)作需要的條件與實(shí)際條件不相符時(shí)，事故根源便可找到。

逆序法的運(yùn)用要求工作人員對(duì)保護(hù)動(dòng)作原理、二次回路接線(xiàn)有較高的熟練程度，且有類(lèi)似故障檢查的經(jīng)驗(yàn)，才能使故障的查找進(jìn)展迅速。

2.2 順序檢查法

全面的順序檢查法常用于繼電保護(hù)出現(xiàn)拒動(dòng)或者邏輯出現(xiàn)錯(cuò)誤的事故處理。一般也是逆序檢查法失效的情況下運(yùn)用的方法，是一種比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力，但也是最為徹底的檢查方法[9]。

2.3 整組傳動(dòng)試驗(yàn)法

運(yùn)用整組傳動(dòng)試驗(yàn)方法的主要目的是檢查繼電保護(hù)裝置的邏輯功能、動(dòng)作時(shí)間是否正確。整組試驗(yàn)往往可以重現(xiàn)故障，對(duì)于快速找到故障根源很重要[10-11]。

3 繼電保護(hù)事故案例分析

某220 kV系統(tǒng)一主變配置兩套主后一體的微機(jī)保護(hù)，某日第二套保護(hù)的110 kV側(cè)零序過(guò)流Ⅱ段保護(hù)動(dòng)作，跳開(kāi)主變110 kV側(cè)斷路器。零序過(guò)流Ⅱ段保護(hù)定值1.5 A/1.5 s。在保護(hù)動(dòng)作前差動(dòng)保護(hù)報(bào)“差流異常告警”。主變另一套保護(hù)正常無(wú)任何啟動(dòng)告警信號(hào)，站內(nèi)專(zhuān)用故障錄波器及其他保護(hù)裝置也無(wú)任何啟動(dòng)信號(hào)。保護(hù)裝置故障錄波如圖1所示。

圖1 保護(hù)裝置故障錄波Fig.1 Fault recording of protection device

事故分析處理思路：

1)從保護(hù)錄波圖分析，110 kV側(cè)在事故前正常運(yùn)行，每相負(fù)荷電流在1.46 A左右，零序電流為0，但B相電流卻突然下降至0.25 A，造成了1.38 A的零序電流。由于該值已接近零序Ⅱ段動(dòng)作定值，最后造成出口保護(hù)動(dòng)作，由于零流在定值的臨界，也是造成此次零序Ⅱ段出口動(dòng)作時(shí)間較長(zhǎng)的原因(約35 s左右)。

2)由于站內(nèi)無(wú)其他設(shè)備的啟動(dòng)信號(hào)，且第一套保護(hù)一切正常，可基本排除一次系統(tǒng)故障造成保護(hù)動(dòng)作。

3)從錄波圖還可以看出，此次出現(xiàn)零序電流時(shí)，并沒(méi)有零序電壓出現(xiàn)，更加肯定了保護(hù)的零序電流是因?yàn)槎卧O(shè)備原因造成。

4)將查找重點(diǎn)放在二次設(shè)備。停電條件下的事故原因查找流程示意圖如圖2所示。

5)二次設(shè)備可能導(dǎo)致B相電流下降的原因

①B相電流互感器傳變特性異常?？赏ㄟ^(guò)對(duì)互感器伏安特性、變比、絕緣、直流電阻測(cè)試，將測(cè)試結(jié)果與原始記錄進(jìn)行對(duì)比來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，但是運(yùn)行中的電流互感器特性突然變壞的可能性較低，該項(xiàng)檢查可放在最后進(jìn)行。

圖2 事故原因查找流程示意圖Fig.2 Schematic diagram of the process of finding the cause of the accident

②電流互感器至保護(hù)裝置二次電流回路檢查。二次電流回路外觀檢查，有無(wú)放電、灼燒等異常痕跡，查相與相之間、相與地之間是否有異物搭碰；全回路絕緣測(cè)試，測(cè)試芯對(duì)地、芯對(duì)芯絕緣，絕緣水平應(yīng)滿(mǎn)足檢驗(yàn)規(guī)程的標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)盡可能將測(cè)試范圍從互感器接線(xiàn)盒到保護(hù)裝置背板的電流二次回路全部包含進(jìn)去；B相互感器二次全回路負(fù)載測(cè)試，與原始記錄比較，觀察B相互感器二次全回路負(fù)載是否有明顯增大現(xiàn)象。

③保護(hù)裝置檢查。通過(guò)錄波圖分析保護(hù)裝置造成誤動(dòng)的原因可能有兩種：保護(hù)裝置交流采樣系統(tǒng)硬件故障；保護(hù)裝置軟件計(jì)算錯(cuò)誤。

從事故前差動(dòng)保護(hù)有差流異常告警信號(hào)這一點(diǎn)來(lái)看，主保護(hù)CPU和后備保護(hù)CPU同時(shí)發(fā)生計(jì)算錯(cuò)誤的可能性較低。

6)如果故障點(diǎn)在保護(hù)裝置，則交流采樣插件的故障概率較大。所以保護(hù)裝置的檢查主要放在交流采樣回路。

①外觀及接線(xiàn)檢查。在檢查前應(yīng)斷開(kāi)所有外加電源及帶電的開(kāi)入量回路。檢查銘牌標(biāo)志是否完整、外觀是否完好；插件插拔靈活且接頭的接觸應(yīng)可靠；對(duì)于具有插入式芯片的插件應(yīng)檢查其插入是否良好，插腿有無(wú)錯(cuò)位及管足彎曲現(xiàn)象；端子排的接線(xiàn)端子及短接聯(lián)片的固定螺絲應(yīng)擰緊等。

②零點(diǎn)漂移檢查。在檢查過(guò)程中，保護(hù)裝置各交流端子均應(yīng)開(kāi)路，且不加電壓和電流。

對(duì)于不同型號(hào)早期或近期的微機(jī)保護(hù)裝置，可通過(guò)分離式鍵盤(pán)顯示器或人機(jī)對(duì)話(huà)顯示和鍵盤(pán)，觀察各個(gè)模擬量采集值。對(duì)于二次額定電流為5 A的微機(jī)保護(hù)裝置，采樣值應(yīng)在±0.3 A范圍內(nèi)；對(duì)于二次額定電流為1 A的微機(jī)保護(hù)裝置，采樣值應(yīng)在±0.1 A范圍內(nèi)。若檢查的結(jié)果不符合要求，則應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。

③交流采樣精度檢查。

④保護(hù)通道采樣線(xiàn)性度檢查。在檢查過(guò)程中，要求各通道電流顯示值應(yīng)清晰穩(wěn)定，且與外加電流值相等，最大誤差應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)。

若通道顯示的電流值與外加電流相差過(guò)大，應(yīng)檢查原因，并對(duì)通道進(jìn)行重新調(diào)整；若電流的顯示值不清晰穩(wěn)定，則可能是濾波回路有問(wèn)題，應(yīng)著重檢查濾波回路。

7)查找過(guò)程中需要注意的相關(guān)事項(xiàng)。

①注意原始狀態(tài)的保留。在外觀檢查后，不宜立即對(duì)電流回路進(jìn)行解線(xiàn)、緊螺絲等工作，不宜立即進(jìn)行保護(hù)裝置插件檢查，也不宜立即進(jìn)行互感器特性檢查。一個(gè)原則就是可能接觸到回路接線(xiàn)的檢查工作應(yīng)在采樣值檢查之后進(jìn)行。在外加電流試驗(yàn)時(shí)，能將故障現(xiàn)象重現(xiàn)對(duì)于快速查找到事故根源是非常重要的。

③應(yīng)注意測(cè)試用儀器儀表的準(zhǔn)確性和正確使用，避免不必要的誤導(dǎo)。

案例最后檢查結(jié)果為在交流采樣電路檢查過(guò)程中，保護(hù)裝置交流采樣插件的低通濾波器元器件故障，造成B相電流在進(jìn)入模數(shù)轉(zhuǎn)換之前幅值下降。

5 結(jié) 語(yǔ)

基于繼電保護(hù)原理和日常工作經(jīng)驗(yàn)，介紹了幾種繼電保護(hù)事故處理方法，以便于快速、有效解決繼電保護(hù)事故。通過(guò)具體案例，分析了當(dāng)保護(hù)裝置出現(xiàn)誤動(dòng)現(xiàn)象時(shí)，利用逆序檢查法從事故的不正確結(jié)果出發(fā)，根據(jù)保護(hù)動(dòng)作原理邏輯圖逐級(jí)向前查找，當(dāng)動(dòng)作需要的條件與實(shí)際條件不相符時(shí)，事故根源便可找到。實(shí)踐表明，上述方法具備一定的實(shí)用性和可操作性，可以快速查找到故障，有利保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定、高效運(yùn)行。