金華電網(wǎng)繼電保護缺陷統(tǒng)計及建議

周滔滔，周立偉，吳雪峰，周國慶

（金華電業(yè)局，浙江金華321017）

金華電網(wǎng)繼電保護缺陷統(tǒng)計及建議

周滔滔，周立偉，吳雪峰，周國慶

（金華電業(yè)局，浙江金華321017）

繼電保護設(shè)備在電力系統(tǒng)中起著維護電網(wǎng)安全的重要作用，對金華電網(wǎng)近3年來的繼電保護設(shè)備缺陷進行了統(tǒng)計，從硬件故障、程序問題、二次相關(guān)回路3個方面分析了缺陷產(chǎn)生的原因，對今后的繼電保護設(shè)備維護工作提出了相應(yīng)建議。

繼電保護；缺陷；統(tǒng)計

隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，繼電保護設(shè)備的數(shù)量也急劇增加。金華電網(wǎng)現(xiàn)有繼電保護設(shè)備4 879套，其中國產(chǎn)設(shè)備4 767套，生產(chǎn)廠家有南瑞繼保、北京四方、國電南自、許繼電氣、深圳南瑞、南瑞科技、許繼四方、許繼日立、浙江創(chuàng)維、南京電研、南京中德等，設(shè)備國產(chǎn)化率97.70%。故障錄波器114套，生產(chǎn)廠家有國電武儀、深圳雙合、中元華電、南京銀山、萊姆儀器等。結(jié)合金華電網(wǎng)2009—2012年繼電保護缺陷發(fā)生情況，對繼電保護缺陷進行統(tǒng)計分析并提出相應(yīng)建議。

1 缺陷總體情況

按照“緊急、重要、一般”的缺陷等級劃分，對2010—2012年所有繼電保護設(shè)備的缺陷進行分類統(tǒng)計，共消缺576次，其中緊急缺陷103次，重要缺陷237次，一般缺陷236次。匯總詳見表1。

緊急缺陷：因保護設(shè)備的原因?qū)е乱淮卧O(shè)備必須停運，需立即處理的缺陷。

重要缺陷：保護設(shè)備退出運行，而一次設(shè)備不需要停運的缺陷。

表1 缺陷總體情況

一般缺陷：不影響保護設(shè)備功能，保護設(shè)備尚能繼續(xù)運行的缺陷。

從統(tǒng)計匯總表看，2010—2012年缺陷數(shù)量大體持平，其中緊急缺陷的數(shù)量增加明顯，重要缺陷亦有逐年增加趨勢，主要集中于保護設(shè)備的硬件故障。一般缺陷數(shù)量總體持平，重要及以上缺陷的增加，說明保護設(shè)備的總體運行情況堪憂，設(shè)備維護壓力增加。

對缺陷按不同電壓等級變電站分類統(tǒng)計，匯總見表2。

500 kV變電站中，雙龍變電站和丹溪變電站采用了較多的國外保護設(shè)備，由于設(shè)備運行時間較長，設(shè)備老化嚴重，2010及2011年故障發(fā)生較多。部分進口保護設(shè)備缺陷比較集中、頻繁且服務(wù)質(zhì)量差，嚴重影響電網(wǎng)的正常運行。如ABB公司的保護曾發(fā)生家族性缺陷，但廠家一直沒有徹底的改進措施。AREVA公司的LFZR保護設(shè)備廠家已不提供備品備件。但隨著近2年逐步將國外保護設(shè)備更換為國產(chǎn)設(shè)備，缺陷發(fā)生數(shù)量呈下降趨勢，2012年缺陷發(fā)生數(shù)量相對較低。

表2 不同電壓等級變電站缺陷設(shè)備統(tǒng)計

對2010—2012年繼電保護設(shè)備的缺陷按照繼電保護、故障錄波器、所用變壓器及消弧線圈控制器設(shè)備分類進行統(tǒng)計，如表3。

表3 缺陷設(shè)備分類統(tǒng)計

統(tǒng)計分析表明：

（1）繼電保護設(shè)備雖然發(fā)生缺陷數(shù)量較多，但缺陷發(fā)生率較低，設(shè)備整體質(zhì)量要明顯高于故率錄波器、所用變壓器及消弧線圈控制器；

（2）故障錄波器、所用變壓器及消弧線圈控制器的故障發(fā)生率較高，整體質(zhì)量較差，占到了整體缺陷數(shù)量的34.33%；

（3）故障錄波器問題較多，故障主要集中在對時裝置故障、裝置內(nèi)部硬件故障，部分廠家售后服務(wù)能力不足；

（4）所用變壓器及消弧線圈控制器缺陷主要集中在繼電器中，由于繼電器質(zhì)量不良，正常運行時動作又較頻繁，故障發(fā)生率較高。

2 缺陷發(fā)生原因分析

按照設(shè)備硬件故障、設(shè)備程序問題、二次相關(guān)回路等缺陷原因?qū)θW(wǎng)缺陷按下列類型進行分類統(tǒng)計分析，匯總表見表4。

2.1 二次相關(guān)回路

二次相關(guān)回路缺陷占全部缺陷的13.84%，占到了重要及以上缺陷的20.42%，主要是一次設(shè)備輔助觸點不良引起的保護設(shè)備異常，以及戶外一次設(shè)備由于密封、質(zhì)量等原因造成直流接地等缺陷。

表4 缺陷原因分類統(tǒng)計

直流接地故障，設(shè)備正常運行時很難發(fā)現(xiàn)，有一定的隱蔽性，對設(shè)備的穩(wěn)定運行有重大影響，故需對該類故障進行重點分析。2010—2012共發(fā)生直流接地47起，按照發(fā)生原因分類：一次設(shè)備故障30次；二次回路故障10次；直流裝置故障7次。二次回路故障主要集中在一些運行年限較久的變電站，二次電纜老化是出現(xiàn)直流接地的直接原因，建議對這些變電站加快設(shè)備改造。

一次設(shè)備故障主要集中在主變壓器及隔離開關(guān)的機構(gòu)箱。主變壓器設(shè)備已逐步安裝了防雨罩，故目前發(fā)生直流接地故障的情況相對減少，隔離開關(guān)輔助觸點不良造成的直流系統(tǒng)接地故障有所增加。隔離開關(guān)機構(gòu)進水還會使機構(gòu)輔助觸點損毀，建議對隔離開關(guān)機構(gòu)也采用相應(yīng)的防雨設(shè)施。

2.2 保護設(shè)備程序問題

保護設(shè)備程序問題多為廠家程序本身存在缺陷，徹底解決需廠家升級程序。這類缺陷由于需對程序進行檢查和修改，缺陷處理時間較長。

典型程序問題為國電南自的SGB750母線保護，存在保護壓板不能控制保護功能投退的異常情況，經(jīng)廠家分析，該裝置1.05Z或1.06g版本程序中的壓板更新時間計數(shù)器算法存在錯誤，導(dǎo)致壓板狀態(tài)不能實時更新。

有一部分故障可以通過重啟裝置來消除，建議對于這類故障現(xiàn)象較為明顯，處理方法比較簡單的缺陷，可以考慮由管理部門制定相關(guān)規(guī)定，由運行人員對裝置進行重啟來消除故障，以提高缺陷處理的速度和效率。

2.3 保護設(shè)備硬件故障

從表3可以看出硬件故障或硬件性能不良引起的缺陷占總?cè)毕莸囊话攵?，最常見的問題是電源板、CPU板、裝置面板等板件損壞，這與裝置的家族性缺陷、生產(chǎn)質(zhì)量、運行環(huán)境等因素有關(guān)。

家族性缺陷是指同一個廠家設(shè)備或同一生產(chǎn)批次的設(shè)備，由于設(shè)備設(shè)計及質(zhì)量上的問題，出現(xiàn)共有的缺陷。如某一批保護裝置液晶顯示器或開關(guān)電源會在設(shè)備運行后同一時間段出現(xiàn)故障。

典型硬件故障為國電南自PSL600與PST1200系列保護的人機模件MMI，在運行中頻繁發(fā)生液晶面板死機或反復(fù)初始化、運行燈熄滅或間歇性閃滅、內(nèi)部RAM出錯等缺陷，給保護的正常運行帶來一定影響，涉及2004—2007年出廠的并使用雙以太網(wǎng)或三以太網(wǎng)通信的PS系列保護設(shè)備。使用了無屏蔽層的網(wǎng)線或帶屏蔽層網(wǎng)線的屏蔽金屬絲未良好接地時，MMI出現(xiàn)異常的概率較高。

繼電保護設(shè)備要求的運行環(huán)境溫度為0～40℃，而在迎峰度夏期間，由于設(shè)備運行環(huán)境溫度升高，設(shè)備故障次數(shù)明顯增加。特別是電源板受環(huán)境溫度影響較大。統(tǒng)計表明，溫度每升高10℃，電源板壽命將減少1倍。

另外，各個廠家的設(shè)備質(zhì)量參差不齊，有的廠家的設(shè)備在達到保修期后，缺陷數(shù)量明顯增加，加大了檢修部門設(shè)備維護的壓力。

3 保護設(shè)備運行建議

3.1 加強備品備件管理

按變電站等級分為10 kV，110 kV，220 kV，500 kV，按設(shè)備廠家分有ABB、南瑞繼保等14個廠家，保護設(shè)備類型達到數(shù)百種?？紤]到相關(guān)設(shè)備由于生產(chǎn)批次的不同而導(dǎo)致的裝置板件及版本不同，如果備齊全部備品備件，整體數(shù)量會達到上千種。如此龐大的的備品備件，需在設(shè)備采購、使用、維護、評估等環(huán)節(jié)加強管理，避免由于管理欠缺，大量備品備件準備不足，出現(xiàn)缺陷處理時無備品的情況。

3.2 加速超齡變電站改造升級

按照繼電保護的規(guī)程規(guī)定，繼電保護設(shè)備的運行時間為10—12年，但目前所轄變電站中有很多設(shè)備的運行年限已經(jīng)達到、甚至超過了這一年限，設(shè)備技術(shù)改造不及時，設(shè)備老化嚴重，有的設(shè)備廠家甚至已經(jīng)停止生產(chǎn)，給設(shè)備運行帶來了重大安全隱患。

對于已達到甚至超過運行年限的繼電保護設(shè)備，由于相關(guān)備品備件稀缺，應(yīng)盡快進行設(shè)備的改造，同時加強對超過運行年限設(shè)備的二次巡檢工作。

3.3 加強戶外電纜整治工作

二次回路缺陷主要產(chǎn)生于戶外電纜，運行多年的變電站都存在電纜溝支架腐蝕老化現(xiàn)象，變電站內(nèi)原設(shè)計的電纜溝的布置本來已欠條理，加上多次改造，電纜排列凌亂異常，惡劣的電纜溝環(huán)境也加快了電纜老化的過程。應(yīng)采用新型的復(fù)合材料電纜支架和“活動電纜支架”對電纜溝進行整治，改善戶外電纜的運行環(huán)境。

3.4 改善設(shè)備運行環(huán)境

為保證繼電保護設(shè)備的穩(wěn)定運行，減少環(huán)境溫度對保護設(shè)備運行壽命的影響，開關(guān)室及控制室內(nèi)損壞的空調(diào)應(yīng)及時維修。迎風(fēng)度夏期間要求將控制室內(nèi)保護屏的前柜門和后柜門打開，以利于保護設(shè)備的散熱。

為保證一次輔助觸點的可靠，對戶外機構(gòu)的輔助開關(guān)及變壓器上非電量輔助觸點盒應(yīng)加裝防雨罩。

3.5 提高檢修質(zhì)量

嚴格執(zhí)行檢修現(xiàn)場管理規(guī)定，將管理規(guī)定的各項措施落實到檢修現(xiàn)場的實際工作中。特別注重幾個細節(jié)問題：螺絲緊固，應(yīng)對所有螺絲（包含短接片）進行全面緊固；插件除灰，應(yīng)將所有板件拔出進行灰塵清掃；電源板更換，運行達6年以上保護裝置的電源板都應(yīng)及時更換。

[1]吳雪峰，邱海，呂贏想.繼電保護設(shè)備狀態(tài)檢修探討[J].浙江電力，2011，30（5）∶51-54.

[2]吳雪峰，高川，鄭曉明.老舊變電站電纜溝支架更換實施方案探討[J].浙江電力，2012，31（6）∶63-65.

（本文編輯：楊勇）

Summarization and Suggestions of Relay Protection Defects in Jinhua Power Grid

ZHOU Tao tao，ZHOU Li wei，WU Xue feng，ZHOU Guo qing
（Jinhua Power Supply Bureau，Jinhua Zhejiang 321017，China）

Relay protection plays an important role in maintaining power grid safety in power system.This paper sums up the defects of relay protection equipment in terms of hardware failures，program problem and secondary circuit in the last three years，and brings forward some suggestions for future maintenance.

relay protection；defect；summarization

TM773

：B

：1007-1881（2013）09-0019-03

2013-03-08

周滔滔（1979-），女，浙江金華人，工程師，從事繼電保護與自動化檢修工作。