探究220kV繼電保護(hù)的事故原因及其預(yù)防措施

何宇杰

（廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司南寧供電局 廣西南寧 530000）

探究220kV繼電保護(hù)的事故原因及其預(yù)防措施

何宇杰

（廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司南寧供電局 廣西南寧 530000）

近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和電力事業(yè)的不斷進(jìn)步，新科技時(shí)代背景下，對(duì)220kV繼電保護(hù)技術(shù)也提出了更高的要求。本文將對(duì)220kV繼電保護(hù)事故問(wèn)題及其原因進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上就如何進(jìn)行預(yù)防應(yīng)對(duì)，談一下筆者的觀點(diǎn)和認(rèn)識(shí)，僅供參考。

220kV；繼電保護(hù)；事故；原因；對(duì)策

220kV繼電保護(hù)是電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行管理的重要內(nèi)容，然實(shí)踐中因諸多因素的影響，導(dǎo)致機(jī)電保護(hù)出現(xiàn)了故障問(wèn)題。220kV繼電保護(hù)，關(guān)系著整個(gè)電網(wǎng)的正常運(yùn)行以及廣大人民群眾的用電安全，因此加強(qiáng)對(duì)該問(wèn)題研究，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 220kV繼電保護(hù)故障問(wèn)題分析

隨著電力行業(yè)的快速發(fā)展，雖然電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行整體管理水平有所提高，但是繼電保護(hù)工作中，依然存在著一些問(wèn)題與不足。

1.1 非正常運(yùn)行狀態(tài)下的故障

對(duì)于變電站中的220kV繼電保護(hù)設(shè)備而言，在長(zhǎng)期的服役過(guò)程中，出現(xiàn)故障問(wèn)題也是在所難免的。比如，電網(wǎng)系統(tǒng)因長(zhǎng)時(shí)間的不間斷運(yùn)行，導(dǎo)致局部溫度驟升，這在很大程度上會(huì)影響繼電保護(hù)效果，甚至導(dǎo)致繼電保護(hù)設(shè)備失靈。此外，還可能會(huì)因電壓互感器二次電壓回路發(fā)生故障問(wèn)題、主變差動(dòng)保護(hù)開(kāi)關(guān)拒合誤動(dòng)，都可能會(huì)導(dǎo)致220kV變電站繼電保護(hù)故障問(wèn)題，進(jìn)行引發(fā)各種安全事故或者隱患。

1.2 電流互感器飽和型故障

電力系統(tǒng)中的電流互感器應(yīng)用，主要是為了供其繼電保護(hù)系統(tǒng)測(cè)量、采樣，并通過(guò)繼電保護(hù)測(cè)量，將電流互感器中的二次值，有效地?fù)Q算成一次側(cè)電流值。電流互感器處于非飽和區(qū)時(shí)，較之于預(yù)設(shè)值而言，誤差不超過(guò)10%。然而，如果電流互感器的一次電流超過(guò)額定值十或者幾十倍，則會(huì)因鐵芯飽和而導(dǎo)致輸出波畸變，進(jìn)而導(dǎo)致效值減小，此時(shí)比值誤差也會(huì)隨之增大。如果電流互感器深度飽和，而且沒(méi)有輸出，則電流繼電器不會(huì)發(fā)出動(dòng)作，以致于出現(xiàn)拒動(dòng)、越級(jí)跳等事故。變電站220kV繼電保護(hù)過(guò)程中，由于電流互感器飽和，因此可能會(huì)受到非常大的影響。比如，短路現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，電流互感器中的電流就會(huì)飽和，此時(shí)感應(yīng)到的二次電流較小，而且會(huì)造成定時(shí)限過(guò)流保護(hù)裝置難以及時(shí)進(jìn)行動(dòng)作。實(shí)踐中，因短路造成故障難以及時(shí)解決時(shí)，會(huì)因電流值幅度過(guò)大而通過(guò)相關(guān)電氣設(shè)備，使其溫度急速上升，導(dǎo)致絕緣老化加速，甚至遭到損壞。在此過(guò)程中，繼電保護(hù)設(shè)備在短路故障問(wèn)題發(fā)生時(shí)，會(huì)產(chǎn)生非常大的電動(dòng)力，以致于裝置載流嚴(yán)重變形或者嚴(yán)重毀損。

1.3 繼電保護(hù)設(shè)備配備不合理

對(duì)于220kV繼電保護(hù)設(shè)備而言，配置不合理很可能會(huì)造成非常大的事故隱患。比如，對(duì)母線保護(hù)CT繞組配置不科學(xué)、不合理，則會(huì)存在死區(qū)，如果不及時(shí)采取有效的措施進(jìn)行防治，則會(huì)在故障發(fā)生以后母線保護(hù)出現(xiàn)拒動(dòng)現(xiàn)象；再如，220kV繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)動(dòng)作邏輯考慮不全面，也會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行安全隱患。

2 220kV變電站繼電保護(hù)事故成因分析

220kV繼電保護(hù)事故產(chǎn)生的影響因素比較多，總結(jié)之，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2.1 元器件受損

繼電保護(hù)元器件損壞型事故，在繼電保護(hù)事故中的占比較大，這與元器件自身的質(zhì)量差以及老化嚴(yán)重密不可分。同時(shí)，也可能是在維修時(shí)因操作不當(dāng)而導(dǎo)致器件受損，難以正常運(yùn)作。

2.2 保護(hù)設(shè)計(jì)問(wèn)題

據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前220kV繼電保護(hù)裝置不齊全、設(shè)計(jì)不合理現(xiàn)象非常的普遍。比如，動(dòng)作邏輯考慮不周，導(dǎo)致繼電保護(hù)運(yùn)行出現(xiàn)安全隱患或者缺陷等。

2.3 外部影響因素的干擾

電力系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)踐中，可能會(huì)出現(xiàn)倒閘操作以及沖擊負(fù)荷或者其他因素的強(qiáng)磁干擾，如果不采取措施應(yīng)對(duì)，則很可能會(huì)導(dǎo)致保護(hù)芯片受損或者工作異常，最終引發(fā)安全事故。比如，220kV變電站主變保護(hù)設(shè)備，本身的抗干擾能力不強(qiáng)，容易受到外界因素的影響，出現(xiàn)保護(hù)誤動(dòng)。

2.4 隱形因素造成的事故

比如，CT二次回路，存在著多點(diǎn)接地現(xiàn)象，這可能會(huì)導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)作以及拒動(dòng)作。同時(shí)，如果直流回路本身的絕緣性能降低，則也會(huì)導(dǎo)致直流接地故障。值得一提的是：如果長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，電廠母差保護(hù)沒(méi)有進(jìn)行嚴(yán)格的定期檢測(cè)，設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)了大量的積塵，則正電源、Ⅱ母元件跳閘母線之間的絕緣性能就會(huì)明顯的降低或者受到不良影響，誤此時(shí)動(dòng)Ⅱ段各聯(lián)接元件就會(huì)出現(xiàn)跳閘回路現(xiàn)象。

2.5 人為誤操作

在220kV變電站繼電保護(hù)設(shè)備中，元器件受損造成的故障問(wèn)題在變電站繼電保護(hù)安全事故中所占比例不小。比如，因繼電保護(hù)設(shè)備器件自身質(zhì)量問(wèn)題，或者在應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)老化等，都會(huì)造成繼電保護(hù)故障。此外，還還可能因繼電保護(hù)設(shè)備維修過(guò)程中，工作人員誤操作或者操作不當(dāng)而導(dǎo)致元器件嚴(yán)重受損。實(shí)踐中可以看到，如果220kV變電站繼電保護(hù)中元器件受損，而且未能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，則可能會(huì)造成繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行時(shí)發(fā)出錯(cuò)誤信號(hào)。此外，還需強(qiáng)調(diào)的是值班人員因操作不當(dāng)或者操作錯(cuò)誤，也會(huì)造成嚴(yán)重的繼電保護(hù)故障問(wèn)題。比如，值班人于誤將重合閘拉到“停”標(biāo)示位置，造成線路單相瞬時(shí)性安全故障，出現(xiàn)三跳不重合問(wèn)題。此外，運(yùn)行管理人員自身的專業(yè)知識(shí)和技能欠缺，也是造成故障的一個(gè)重要原因。比如，受個(gè)人能力所限，分析和處理問(wèn)題時(shí)，方法不當(dāng)、管理混亂，都可能會(huì)引發(fā)繼電保護(hù)安全故障。

3 220kV變電站繼電保護(hù)故障應(yīng)對(duì)策略

基于以上對(duì)當(dāng)前220kV繼電保護(hù)故障問(wèn)題及其成因分析，筆者認(rèn)為要想有效解決這些問(wèn)題，確保220kV繼電保護(hù)正常運(yùn)行，可從以下幾個(gè)方面著手：

3.1 加強(qiáng)對(duì)繼電保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)檢查

在220kV變電站繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行之前，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)其進(jìn)行全面的規(guī)范性檢查。其中，主要的檢查對(duì)象是元器件自身的質(zhì)量、裝置性能以及操作箱和收發(fā)訊機(jī)等設(shè)備質(zhì)量，對(duì)外圍元器件以及相關(guān)裝置質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢查，以免出現(xiàn)錯(cuò)線或者元器件受損誤動(dòng)、拒動(dòng)現(xiàn)象。同時(shí)，還要對(duì)裝置進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)、檢修，對(duì)老化的元器件進(jìn)行及時(shí)的更新?lián)Q代，一旦發(fā)現(xiàn)實(shí)踐中存在的問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行解決，預(yù)防為主、防治結(jié)合。

3.2 抗電流互感器飽和措施

①基于中阻抗原理，有效利用飽和發(fā)生器抗電流互感器飽和，以免繼電保護(hù)設(shè)備在互感器飽和時(shí)出現(xiàn)誤動(dòng)現(xiàn)象。②采用電流比相法，保護(hù)電流互感器飽和時(shí)閉鎖差動(dòng)出口，有效躲過(guò)安全故障非周期分量，同時(shí)也可以有效避免母差保護(hù)出現(xiàn)嚴(yán)重的誤動(dòng)。③將飽和時(shí)的諧波量當(dāng)作電流互感器飽和檢測(cè)判別，并且利用速飽和變換器延時(shí)將電流有效地送至差動(dòng)回路之中，躲開(kāi)安全故障電流暫態(tài)過(guò)程，以此來(lái)確保抗電流互感器飽和。

3.3 繼電保護(hù)抗干擾策略

（1）減少干擾源。220kV變電站中的變壓器，被注入高頻電流時(shí)，為了能夠有效減少干擾源，應(yīng)當(dāng)做好以下工作。對(duì)設(shè)備電壓進(jìn)行嚴(yán)格控制，減小接地阻抗，優(yōu)化調(diào)整輸電線路，并且對(duì)低阻抗接地網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而降低220kV變壓器與大地間的電位差，這樣可以有效減少二次干擾。

（2）降低二次回路影響。實(shí)踐中，為了能夠有效降低變壓器電磁干擾，建議采用帶屏蔽層的線路，并且切斷一次、二次回路間的耦合，對(duì)開(kāi)關(guān)場(chǎng)地、控制室等進(jìn)行有效控制，以此來(lái)有效降低二次回路影響。

（3）提高機(jī)電設(shè)備配線抗干擾能力。通過(guò)對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備開(kāi)關(guān)場(chǎng)進(jìn)線處的電容接地進(jìn)行改造，由母線將線路電磁干擾進(jìn)行傳回，進(jìn)而將電纜干擾屏蔽掉，這樣可以有效提高變電站繼電保護(hù)設(shè)備配線的實(shí)際抗干擾能力。

3.4 合理配置繼電保護(hù)設(shè)備

實(shí)踐中，為了能夠有效避免繼電保護(hù)故障發(fā)生，應(yīng)當(dāng)確保繼電保護(hù)裝置的配置科學(xué)合理性。比如，提高操作箱、收發(fā)器以及外圍裝置自身的質(zhì)量，防止元部件出現(xiàn)誤動(dòng)作或者損壞。繼電保護(hù)工作人員應(yīng)當(dāng)做好設(shè)備的及時(shí)調(diào)試工作，確保繼電保護(hù)裝置配置和布設(shè)的安全合理性。

3.5 加強(qiáng)人員培養(yǎng)，提高工作人員的素質(zhì)和技能

人是最為關(guān)鍵的一個(gè)影響因素，所以提高操作人員的素質(zhì)和技能是非常有必有的。實(shí)踐中，我們應(yīng)當(dāng)盡可能降低因人為因素而造成的繼電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)。立足實(shí)際，創(chuàng)造更多學(xué)習(xí)和培訓(xùn)的機(jī)會(huì)。同時(shí)，還要制定嚴(yán)格的考核機(jī)制，對(duì)操作人員進(jìn)行崗前培訓(xùn)、持證上崗。同時(shí)，還要完善整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行管理機(jī)制，明確分工、完善考核制度。在大力抓好基礎(chǔ)工作管理基礎(chǔ)上，繼電保護(hù)部門之間應(yīng)當(dāng)相互協(xié)作，全面落實(shí)責(zé)任制度，極大監(jiān)督管理力度，做到繼電保護(hù)運(yùn)行檢查到位、管理認(rèn)真、檢修及時(shí)以及發(fā)現(xiàn)問(wèn)題能夠及時(shí)解決。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，220kV繼電保護(hù)運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)受到諸多因素影響，出現(xiàn)故障問(wèn)題在所難免。我們應(yīng)當(dāng)做的就是從提高人員素質(zhì)技能、建立和落實(shí)制度以及加強(qiáng)監(jiān)督管理等方面著手，排除安全隱患，確保正常運(yùn)行。

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1004-7344（2016）11-0045-02

2016-3-25