繼電保護(hù)動(dòng)作報(bào)告及故障錄波分析

黃江輝

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、用電量增加，保證電力供應(yīng)顯得尤為重要。在電力系統(tǒng)發(fā)生設(shè)備故障時(shí)，要求能夠迅速地判斷、處理故障，及時(shí)恢復(fù)相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行，保證電力供應(yīng)。本文從繼電保護(hù)原理出發(fā)，分析應(yīng)該如何識讀繼電保護(hù)動(dòng)作報(bào)告，判斷電力設(shè)備的故障類型及動(dòng)作情況，并與故障錄波進(jìn)行對比分析。通過有序地檢查、分析相關(guān)保護(hù)信息，可以快速準(zhǔn)確地獲取故障信息及設(shè)備動(dòng)作結(jié)果，為相關(guān)無故障設(shè)備的恢復(fù)運(yùn)行及故障設(shè)備檢修提供信息，進(jìn)而提高工作效率，減少設(shè)備停電時(shí)間，保證電力供應(yīng)。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);設(shè)備故障;保護(hù)報(bào)告;故障錄波

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、用電量增加，對電力供應(yīng)的質(zhì)量要求更加嚴(yán)格，必須保證電力系統(tǒng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。但電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行的過程中，難免會(huì)發(fā)生各種的故障，比如雷擊導(dǎo)致短路、樹障導(dǎo)致線路接地、開關(guān)誤動(dòng)或拒動(dòng)等。因此要求電力生產(chǎn)人員能夠準(zhǔn)確快速地找出故障設(shè)備及故障原因、進(jìn)而隔離故障、檢修設(shè)備、及時(shí)恢復(fù)相關(guān)設(shè)備運(yùn)行。

1 保護(hù)動(dòng)作報(bào)告及故障錄波分析

1.1 繼電保護(hù)原理

繼電保護(hù)是對電力系統(tǒng)中發(fā)生的故障或異常情況進(jìn)行檢測，從而發(fā)出報(bào)警信號，或直接動(dòng)作于開關(guān)，將故障部分隔離、切除的一種重要措施。電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，主要的電氣量特征有：（1）電流增大;（2）電壓降低;（3）電流與電壓之間的相位角改變;（4）測量阻抗發(fā)生變化;（5）不對稱短路時(shí)，出現(xiàn)相序分量。根據(jù)繼電保護(hù)的原理進(jìn)行分類，變電站常用的保護(hù)類型有：（1）電流差動(dòng)保護(hù);（2）縱聯(lián)距離保護(hù);（3）距離三/四段式保護(hù);（4）電流三/四段式保護(hù);（5）過/低電壓保護(hù);（6）斷路器失靈保護(hù);（7）三相不一致保護(hù);（8）重合閘保護(hù)。

在分析保護(hù)動(dòng)作報(bào)告之前，應(yīng)該熟悉典型故障的保護(hù)動(dòng)作情況，這將有利于快速判斷故障類型。常見的線路故障及保護(hù)動(dòng)作情況主要有：（1）單相瞬時(shí)接地故障跳單相后重合閘成功;（2）單相永久故障跳單相后重合閘不成功再跳三相;（3）兩相或三相故障跳三相后不重合閘;（4）母線故障跳開母線上的所有開關(guān);（5）開關(guān)拒動(dòng)時(shí)失靈保護(hù)跳開與故障開關(guān)相連的所有開關(guān)。

1.2 保護(hù)動(dòng)作報(bào)告分析

當(dāng)電力設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作后，保護(hù)裝置會(huì)生成一份保護(hù)動(dòng)作報(bào)告，里面包括有保護(hù)裝置動(dòng)作的簡要信息。以圖1南瑞RCS931500kV線路保護(hù)動(dòng)作報(bào)告為例，分析過程如下：

1）根據(jù)后臺告警信息，正確完整地選擇所有相關(guān)保護(hù)動(dòng)作報(bào)告進(jìn)行打印，注意在報(bào)告上標(biāo)注清楚保護(hù)名稱，防止混淆。

2）檢查保護(hù)起動(dòng)絕對時(shí)間，該時(shí)間為故障發(fā)生的實(shí)際時(shí)間，報(bào)文其他地方的相對時(shí)間均以該絕對時(shí)間為基準(zhǔn)。

3）檢查故障相別、故障電流。故障相別是指發(fā)生故障的相別，而不是開關(guān)動(dòng)作的相別。對于電流差動(dòng)保護(hù)，差動(dòng)電流大于整定值的必定是故障，但對于其他保護(hù)區(qū)外故障同樣會(huì)造成電流增加。所以，對于非電流差動(dòng)保護(hù)，不能因?yàn)殡娏鞔笥谡ㄖ稻团袛嘣撓酁楣收舷?，如果是縱聯(lián)距離保護(hù)，還應(yīng)收到對側(cè)允許信號才能判斷為線路該相故障;如果是距離1段這種欠范圍整定的，因?yàn)槠浔Ｗo(hù)線路全長約70%，可以直接判斷為線路該相故障，而對于其他保護(hù)，則不能肯定為線路該相故障。

4）檢查保護(hù)的動(dòng)作相別及動(dòng)作元件，檢查重合閘情況。如果第3）判斷為單相故障，在線路重合閘方式為“單相重合閘”時(shí)，此處的動(dòng)作相別應(yīng)該為單相，且重合閘應(yīng)啟動(dòng)，如果重合閘不成功，之后還有一次保護(hù)動(dòng)作跳三相。如果第3）判斷為兩相或三相故障，此處的動(dòng)作相別應(yīng)該為三相。注意動(dòng)作相別是指保護(hù)向斷路器的哪相發(fā)出跳閘命令，而不是指故障相別。

5）檢查故障測距。如果故障測距很小，說明故障點(diǎn)離站端很近，應(yīng)特別注意檢查站內(nèi)設(shè)備狀況，且要注意人身安全。同時(shí)，故障測距也是線路人員確定故障位置的重要信息，一定要將該信息正確地報(bào)告調(diào)度員，以免延誤故障處理。

通過上述的5個(gè)步驟，可以確定故障類型及動(dòng)作情況。例如，圖1保護(hù)報(bào)告顯示的故障類型及動(dòng)作情況為：C相發(fā)生單接地故障，電流差動(dòng)、距離1段保護(hù)動(dòng)作，向開關(guān)C相發(fā)出跳閘命命令，故障測距為26.2km;圖2保護(hù)報(bào)告顯示的故障類型及動(dòng)作情況為：C相發(fā)生單接地故障，縱聯(lián)距離、縱聯(lián)零序保護(hù)動(dòng)作，向開關(guān)C相發(fā)出跳閘命令，880ms后重合閘動(dòng)作，故障測距為47.10km。因該500kV線路為3/2接線，開關(guān)位置和重合閘情況在開關(guān)保護(hù)中記錄。對于獨(dú)立配置的主一和主二保護(hù)，還應(yīng)該比較兩套保護(hù)反應(yīng)的故障類型是否一致。

在確定故障類型及動(dòng)作情況后，應(yīng)該根據(jù)故障類型和動(dòng)作情況對照故障錄波圖，檢查保護(hù)是否正確地根據(jù)故障而動(dòng)作，并檢查保護(hù)動(dòng)作的執(zhí)行結(jié)果。

1.3 故障錄波圖分析

保護(hù)啟動(dòng)后，保護(hù)裝置會(huì)記錄設(shè)備相關(guān)的運(yùn)行參數(shù)，一般包括保護(hù)跳閘命令、開關(guān)位置、相電壓、相電流、零序電壓、零序電流、收/發(fā)信等。

以圖2南瑞RCS931 500kV線路故障錄波圖為例，對應(yīng)圖1南瑞RCS931 500kV線路保護(hù)動(dòng)作報(bào)告，已知其故障類型及動(dòng)作情況為：C相故障，開關(guān)單跳單重。對應(yīng)錄波圖中C相電流增大，電壓降低，產(chǎn)生零電壓和電流，符合故障特征，保護(hù)在15ms時(shí)發(fā)C相跳閘命令，C相在50ms時(shí)電流為0，說明開關(guān)C相跳閘成功，切斷故障電流。其他信息在開關(guān)保護(hù)中記錄。

通過上述的步驟，可以檢查繼電保護(hù)是否根據(jù)故障情況正常地動(dòng)作，以及動(dòng)作結(jié)果如何。從中可以檢查保護(hù)及開關(guān)是否出現(xiàn)誤動(dòng)或拒動(dòng)的情況，保證對故障類型和保護(hù)動(dòng)作情況判斷的正確性，以正確指導(dǎo)非故障設(shè)備恢復(fù)運(yùn)行及故障設(shè)備檢修等相關(guān)工作的。

這里總結(jié)出一個(gè)線路故障信息和保護(hù)動(dòng)作匯報(bào)的模版。

（1）單相接地故障匯報(bào)模版：

時(shí)分秒，現(xiàn)場天氣為，線路發(fā)生（A/B/C）相接地故障。保護(hù)動(dòng)作情況如下：保護(hù)動(dòng)作，跳相，故障相別為相，故障測距公里;重合閘動(dòng)作，重合（成功/不成功）?，F(xiàn)場開關(guān)在（合閘/分閘）位置。一次及二次設(shè)備檢查（有/無）異常。

（2）兩相/三相故障匯報(bào)模版：

時(shí)分秒，現(xiàn)場天氣為，線路發(fā)生（AB兩相/AC兩相/BC兩相/三相）相（接地/不填）故障。保護(hù)動(dòng)作情況如下：保護(hù)動(dòng)作，跳三相，故障相別為相，故障測距公里;重合閘不動(dòng)作?，F(xiàn)場開關(guān)在（合閘/分閘）位置。一次及二次設(shè)備檢查（有/無）異常。

2 結(jié)語

針對電力系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)可能發(fā)生的故障，本文講述了如何分析繼電保護(hù)動(dòng)作報(bào)告及故障錄波圖，通過提供準(zhǔn)確的故障信息及保護(hù)動(dòng)作情況，能夠快速恢復(fù)非故障設(shè)備的運(yùn)行，提高電網(wǎng)供電的可靠性。同時(shí)，能夠?yàn)闄z修人員提供準(zhǔn)確的故障信息，幫助檢修人員快速定位故障，提前準(zhǔn)備好設(shè)備搶修的工器具及備品備件，提高工作效率，有利于及時(shí)恢復(fù)故障設(shè)備的運(yùn)行，減少停電時(shí)間，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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