電網(wǎng)繼電保護缺陷及解決措施分析

國網(wǎng)江西省電力公司萍鄉(xiāng)供電分公司 戴育輝

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電網(wǎng)繼電保護缺陷及解決措施分析

國網(wǎng)江西省電力公司萍鄉(xiāng)供電分公司 戴育輝

【摘要】電網(wǎng)繼電保護系統(tǒng)作為保障電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、可靠運行的重要防線，在運行實踐過程中，受系統(tǒng)本身、環(huán)境、外力、人為等諸多因素的影響，不可避免會出現(xiàn)各類缺陷，從而影響繼電保護系統(tǒng)的可靠動作，進而給電網(wǎng)的正常運行帶來不利因素。因此，基于電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、可靠運行考慮，有必要對電網(wǎng)保護相關(guān)缺陷進行研究。文章根據(jù)實際工作經(jīng)驗，結(jié)合某地區(qū)電網(wǎng)繼電保護工作實際，在統(tǒng)計常見類型缺陷及分析缺陷產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，針對性的提出了常見缺陷的解決及預(yù)防措施，可為繼電保護工作實踐提供參考。

【關(guān)鍵詞】電網(wǎng)；繼電保護；缺陷

隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，電力需求不斷增加，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，繼電保護設(shè)備在數(shù)量方面也在急劇增加。雖然目前繼電保護設(shè)備國產(chǎn)化已達到了98%，設(shè)備技術(shù)含量、生產(chǎn)質(zhì)量、檢修水平等都有了很大程度的提高，但面對著如此龐大數(shù)量的繼電保護系統(tǒng)設(shè)備，不可避免會出現(xiàn)各種類型的缺陷，從而影響著繼電保護裝置的動作可靠性，進而不得電網(wǎng)的安全、可靠運行。文章以某市電網(wǎng)2013～2015年繼電保護缺陷實際情況為研究對象， 對該市繼電保護缺陷類型及產(chǎn)生原因作了統(tǒng)計分析，并針對性的提出了可行性、有效性的缺陷預(yù)防及解決措施，可為我國繼電保護設(shè)備缺陷率的降低提供一定的參考。

1 某市繼電保護缺陷情況統(tǒng)計分析

首先對目前常見的繼電保護缺陷按風(fēng)險程度劃分為一般、重要及緊急三個等級，一般缺陷即對保護設(shè)備功能不產(chǎn)生影響，保護設(shè)備尚能繼續(xù)運行的缺陷；重要缺陷即繼電保護設(shè)備退出運行，而一次設(shè)備不需要停運的缺陷；緊急缺陷即因繼電保護設(shè)備原因?qū)е乱淮卧O(shè)備必須停運，需立即處理的缺陷。然后對某市2013～2015三年間繼電保護缺陷實際情況按照一般、重要及緊急三個等級進行分類統(tǒng)計，如表1所示。其中一般缺陷227 次，重要缺陷249次，緊急缺陷118次，合計594次。

表1 缺陷總體現(xiàn)狀

從表1的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，該市2013～2015年間每年的缺陷總量基本上處于平穩(wěn)狀態(tài)，增加或者減少數(shù)量變化不大。其中，一般缺陷數(shù)量總體持平，重要缺陷和緊急缺陷的數(shù)量呈逐年上升趨勢，又以保護設(shè)備的硬件故障為主。通過重要缺陷和緊急缺陷逐年增加的趨勢可以看出，保護設(shè)備總體運行狀況堪憂，需加強維護力度。同時按電網(wǎng)電壓等級對繼電保護缺陷情況作分類統(tǒng)計分析，結(jié)果表明，在最高電壓等級電網(wǎng)中，由于所使用的保護設(shè)備以進口為主，隨著運行時間的不斷增長，設(shè)備老化較為嚴(yán)重，近兩年所發(fā)生的故障明顯增多。進口保護設(shè)備由于缺陷集中且售后服務(wù)質(zhì)量差，對保護設(shè)備的正常運行產(chǎn)生的不利影響。例如，某些國外生產(chǎn)廠商的保護設(shè)備存在家族性缺陷，沒有根本性的解決對策，進而導(dǎo)致缺陷集中發(fā)生。再如，某些國外廠家所生產(chǎn)的保護設(shè)備已備品備件可替換。但伴隨著國外設(shè)備逐漸被國產(chǎn)設(shè)備所替代， 缺陷率得到了明顯的控制，2015年缺陷的數(shù)量大幅度降低。另外，按照繼電保護、故障錄波器、變壓器及消弧線圈控制器設(shè)備對2013～2015年繼電保護設(shè)備的缺陷進行分類統(tǒng)計，如表2所示，分析結(jié)果如表2所示。

表2 缺陷設(shè)備分類統(tǒng)計

（1）雖然繼電保護設(shè)備的缺陷數(shù)量較多，但缺陷發(fā)生率較低，可見保護設(shè)備整體質(zhì)量水平較高。（2）故障錄波器、變壓器及消弧線圈控制器的故障率較高，整體質(zhì)量較差，占到了缺陷總量的33.333%。（3）故障錄波器故障率較高，集中產(chǎn)生于對時裝置、裝置內(nèi)部硬件，同時，部分廠商售后服務(wù)質(zhì)量較差。（4）變壓器及消弧線圈控制器的缺陷主要集中在繼電器，由于繼電器質(zhì)量差，導(dǎo)致正常運行時動作頻繁，故障率較高。

2 繼電保護缺陷發(fā)生原因分析

按照二次相關(guān)回路、設(shè)備程序問題、設(shè)備硬件故障等缺陷產(chǎn)生的原因?qū)θW(wǎng)缺陷進行分類統(tǒng)計分析，如表3所示。

2.1 二次相關(guān)回路

從表3可以看出，二次相關(guān)回路缺陷所占比例13.49%，占到了重要及以上缺陷的20%左右， 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。另外，保證設(shè)備在正常運行時，由于直流接地故障有一定的隱蔽性，很難被發(fā)現(xiàn)，但會對設(shè)備運行產(chǎn)生重大影響，因此，對該類故障應(yīng)作重點分析。據(jù)統(tǒng)計，該地區(qū)2013～2015共發(fā)生直流接地44 起，一次設(shè)備故障29 次，二次回路故障9次，直流裝置故障3次。二次回路故障集中于運行年限較久的變電站，較多是由二次電纜老化引起的，建議更換改造這些變電站設(shè)備。一次設(shè)備故障集中于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，故發(fā)生直流接地故障的情況相對較少，而隔離開關(guān)輔助觸點不良所導(dǎo)致的直流系統(tǒng)接地故障較多，因此，建議對隔離開關(guān)機構(gòu)也采用相應(yīng)的防雨設(shè)施。

表3 缺陷原因分類統(tǒng)計

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的缺陷，一般通過程序升級來解決。這類缺陷產(chǎn)生后，需對程序進行檢查和修改，處理時間較長。但也有部分故障可通過裝置重啟來消除，處理方法較為簡單，對于這類故障可由運行人員重啟裝置消除故障即可，從而提高缺陷處理效率。

2.3 保護設(shè)備硬件故障

從表3可以看出，設(shè)備硬件故障超過了50%，最常見的為電源板、CPU板、裝置面板等板件的損壞，這些缺陷的產(chǎn)生與家族性缺陷、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。繼電保護設(shè)備要求運行環(huán)境溫度為0～40℃，但在迎峰度夏時期，設(shè)備運行環(huán)境溫度時常會高出限值，從而增加設(shè)備故障次數(shù)。其中以電源板所受環(huán)境溫度的影響最為突出，據(jù)統(tǒng)計，溫度增加10℃，電源板壽命縮減1倍。另外，有些廠家的設(shè)備質(zhì)量沒有得到保證，保修期過后，缺陷次數(shù)增加，給設(shè)備運行帶來不良影響。

3 繼電保護缺陷解決及預(yù)防措施

3.1 備品備件管理的加強

基于繼電保護備品備件數(shù)量龐大考慮，應(yīng)加強設(shè)備采購、使用、維護、評估等環(huán)節(jié)的管理，避免由于管理以及準(zhǔn)備的不足還導(dǎo)致缺陷處理時無備品可換。

3.2 變電站升級改造的推進

目前多數(shù)變電站的多數(shù)設(shè)備已經(jīng)達到甚至超過了運行年限，設(shè)備老化嚴(yán)重，替代產(chǎn)品已經(jīng)停止生產(chǎn)，若不及時改造升級，將直接影響設(shè)備的正常運行。特別是超過運行年限的繼電保護設(shè)備，應(yīng)盡快改造升級，同時對設(shè)備的二次巡檢。

3.3 戶外電纜整治工作的注重

基于二次回路缺陷數(shù)量較多實際情況，應(yīng)針對性的加以處理，二次回路缺陷主要是由于戶外電纜老化所導(dǎo)致的，具體老化成因較多，如電纜溝支架腐蝕、電纜溝布置欠條理、電纜排列凌亂、纜溝環(huán)境惡劣等。應(yīng)改善戶外電纜運行環(huán)境，并采用新型復(fù)合材料電纜支架及活動電纜支架對電纜溝進行整治。

3.4 設(shè)備運行環(huán)境的改善

為了減少環(huán)境溫度對繼電保護設(shè)備運行壽命的影響，應(yīng)及時維修開關(guān)室及控制室損壞的空調(diào)。盛夏期間為了便于保護設(shè)備的散熱，應(yīng)打開控制室內(nèi)保護屏的前后柜門。同時，為了保證一次輔助觸點的可靠，應(yīng)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 設(shè)備檢修質(zhì)量的提升

加強檢修現(xiàn)場的管理，將各項檢修措施落實到實際。并注重細節(jié)的處理，例如，螺絲緊固，緊固所有螺絲、清掃所有板件灰塵、更換電源板等等。

參考文獻

［1］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）.