電力系統繼電保護事故原因及改進

朱璠

摘 要：電力系統繼電保護事故時有發生，為了降低繼電保護事故發生率，提高電力系統運行穩定性，必須深入分析事故出現的原因，并采取有效的改進辦法和解決措施。本文通過對電力系統繼電保護事故進行深入探討，分析了事故產生的原因，并且在此基礎上提出了相應的事故處理改進措施。

關鍵詞：電力系統；繼電保護；事故原因

1 前言

隨著社會經濟的不斷增長，我國電網的建設規模也在不斷擴大，電網的整體結構和運行方式發生了比較大的變化，更加復雜的電力系統使得其規劃、運行和維護工作都面臨著巨大的挑戰。繼電保護為電網安全運行提供了一道保護屏障，其工作狀態對整個電力系統的穩定運行有著直接的影響，因此，做好繼電保護事故處理和預防意義重大。

2 電力系統繼電保護事故及其原因

2.1 定值問題引起的事故

繼電保護事故中常說的“三誤”事故指的是誤接線、誤碰和誤整定，這也是繼電保護人為責任事故中比較典型的幾種。誤整定事故發生的原因有很多，并且涉及技術管理人員的責任心、業務水平和工作習慣等多個方面，總的來說可以分為兩種，一是人為的整定失誤，二是設備定值輸入時的失誤。人為的整定失誤通常是因為計算人員在收集TV、TA變化和一次設備的參數等資料時出錯，或者是隨著設備的發展、短路容量的變化以及接線的改變，相關保護定值沒有進行相應的修改，從而導致保護不正確動作。

2.2 二次回路絕緣損壞引起的事故

二次回路絕緣損壞是繼電保護設備的一種常見缺陷，通常發生在控制回路上。二次回路絕緣損壞很可能會導致保護拒動或誤動，從而造成嚴重的電網事故，所以這個問題在行業內一直都比較受重視。就以往的事故情況來看，二次回路絕緣損壞主要有以下幾種原因：①二次導線和控制電纜本身質量存在問題，陳舊老化后容易引起絕緣擊穿事故；②施工質量和工藝遺留下來的絕緣破損造成的事故，如在屏蔽電纜的施工中，引接屏蔽層時的焊接工作造成的絕緣問題；③一些特殊點的回路絕緣損壞引起的事故，如保護的跳閘出口如果存在回路絕緣損壞，就會直接造成斷路器誤跳閘。總之，要想避免出現二次回路絕緣損壞，一方面需要在工作中對二次回路進行定期的檢查和消缺，控制好采購設備的質量，另一方面，也要切實提高工程施工管理工作，在鋪設二次電纜前最好提前對其進行絕緣測試，防止鋪設完成后發現問題又重新更換，做到問題的早發現和早處理。

2.3 抗干擾問題

因繼電保護抗干擾能力差異也會導致保護跳閘，其干擾形式主要有以下幾種：靜電耦合干擾：電纜、導線和電器設備之間有大小不同的分布電容，因此一次設備和二次設備之間就會產生靜電耦合干擾，這其中包括互感器一次和二次繞組間的靜電耦合以及一次母線和二次電纜之間的靜電耦合。電磁感應干擾：導體通電之后就會在周圍產生磁場，導體間的磁場相互作用就產生互感效應。當一次出現暫態或擾動過程時，會通過電磁耦合傳遞到二次回路，從而對二次回路產生一定的干擾。

③地電位干擾：當大電流接地系統發生避雷器動作或者接地故障時，接地網中就會流通一股比較大的故障電流，故障電流在經過接地體的阻抗后會產生電壓降，這就會使變電站各個點電位出現較大差異，電位差會在連接的電纜芯中產生電流，從而很可能造成保護的不正確動作。無線信號干擾：無線電干擾對二次設備有著比較大的威脅，尤其是一些手機和無線對講機設備，發射功率越大，產生的威脅也就越大。在現場作業中，以往就發生過因為使用大發射功率無線通信設備而造成保護誤動事故。

為了有效避免干擾引起的繼電保護事故，在設計二次回路的時候，需要采取一定的抗干擾措施，如按照相關規定和要求合理布置電纜二次線，不能分開交流電纜與直流電纜以及強弱電動力電纜和控制電纜；借助電磁屏蔽措施預防來自一次設備的無線干擾；在現場作業時謹慎使用無線通信設備。

2.4 TA及其二次回路問題

電流互感器（下面簡稱TA）能夠將一次系統高電壓電路上的大電流準確變換為二次低壓電路的小電流，其工作的可靠性直接決定了保護動作的正確與否，因為TA及二次回路上的問題導致的繼電保護事故屢見不鮮。下面是TA造成的主要事故原因類型。

TA誤差問題：TA的一個基本要求就是其電流變換的準確性，其電流誤差在一定程度上影響著保護的工作質量，通常在實際工作，都規定TA的電流誤差不能超過10%，角度誤差不能高于7%；

②TA二次回路開路問題

TA及其二次回路開路問題是繼電保護中的一個重要問題，開路后很可能會導致保護拒動或誤動，并且開路后會產生一定的高壓，從而對二次設備絕緣造成損壞，嚴重時甚至會燒毀設備。發生這類問題的主要原因有運行中二次交流回路臨時短接，誤解開電流回路，造成開路；操作人員誤拔交流插件，造成開路；TA二次回路試驗時，解開電流回路后沒有恢復，造成開路等。

③TA飽和問題：由于短路故障而導致的電流急劇增加，就會導致TA的飽和問題。圖1所示的是TA飽和判斷工作特性。從圖1中不難看出，被保護設備之外發生的故障，TA呈現飽和狀態，電流會在工作點短時間移到附加穩定特性區。而被保護設備之內發生的故障，由于差動電流通常都比制動電流要大，所以電流工作點會馬上進入動作區。所以，TA飽和問題的出現，都會或多或少地對繼電保護產生影響，二次系統很難安全、可靠的運行。

圖1 TA飽和判斷工作特性圖

3 電力系統繼電保護事故處理的改進措施

3.1 提高保護裝置質量

首先在制造和選購保護裝置的時候需要對其進行嚴格的質量監督和管理，切實提高保護裝置中各個元器件的質量。最好選用壽命長、故障率低的元器件，并且防止一些不合格的劣質元件混入其中。其次，晶體管保護的抗干擾能力通常都比較差，在工作狀態下很容易受到干擾源的影響，所以在設計、安裝和調試的過程中需要采取有效的保護和預防措施，切斷干擾的耦合途徑，如設置濾波器、隔離變壓器、裝置中增設閉鎖電路、輸入輸出回路采取屏蔽電纜等。

3.2 加強繼電保護裝置檢修工作

在平時的工作中，作業人員需要加強繼電保護裝置的檢修工作，制定出嚴格的檢修制度，從而形成常態化的工作機制，充分落實檢修工作，切實保障繼電保護設備能夠處于正常的運行狀態。在設備運行過程中，需要對設備出現的老化和磨損等情況進行定期的檢修，這對于檢修人員的素質要求是比較高的，在檢修工作中不能馬虎了事，必須發揮出檢修工作的真正作用，針對故障事故不斷的改進方法，降低設備的故障發生率，提高電力系統設備運行效率。

3.3 掌握正確的故障查找技術和方法

在繼電保護故障處理工作中，故障的檢查是工作的前提，檢查方法的運用可以從其正確性和效率性這兩個方面考察。在事故現場，不僅要選擇正確、合理的故障檢查方法，還需要保證檢查工作的效率，確保在最短的時間內找到故障的發生位置和原因。現代電力系統一般都有繼電保護故障信息提示系統，發生故障后能夠根據故障記錄確定故障發生的時間、位置和類型，對于提高故障處理效率有著很大的幫助。

4 結束語

總的來說，電力系統繼電保護事故的出現是多方面因素綜合作用的結果，繼電保護事故的發生對電力系統的安全穩定運行有著嚴重的影響。因此，在繼電保護事故處理工作中，不僅需要對事故發生的類型和原因有著清楚的認識，還需要明確事故處理的技術和思路，保證事故能夠在第一時間得到有效處理。

參考文獻

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（作者單位：國網四川省電力公司資陽供電公司）