電力系統(tǒng)繼電保護常見故障與對策分析

施清山

（福建省億力建設(shè)工程有限公司福建電力調(diào)試分公司，福建 福州 350000）

繼電保護是電力系統(tǒng)的重要組成部分，繼電保護系統(tǒng)在運行中發(fā)生故障，會給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行造成影響。因此，生產(chǎn)運行管理中可以通過對典型的、常見的繼電保護故障進行分析探討，舉一反三，并采取有效的處理對策和預(yù)防措施，提升電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

1 電力系統(tǒng)繼電保護的概念與作用

1.1 繼電保護的基本內(nèi)涵

繼電保護包含繼電保護技術(shù)和繼電保護自動裝置。該項技術(shù)是一個完整的體系，它主要由電力系統(tǒng)故障分析、繼電保護原理及實現(xiàn)、繼電保護配置設(shè)計、繼電保護運行及維護等技術(shù)構(gòu)成；繼電保護裝置是有效發(fā)揮繼電保護功能的關(guān)鍵一環(huán)，在電力系統(tǒng)運行設(shè)備產(chǎn)生異?；蛘叱霈F(xiàn)故障時，能快速地分析故障的情況，及時有選擇性地動作，進而快速切除故障。

1.2 繼電保護所發(fā)揮的作用

繼電保護在電力系統(tǒng)發(fā)生內(nèi)部故障或不正常運行狀態(tài)時，能夠智能識別電力系統(tǒng)本身的故障或危及安全運行的事件，根據(jù)故障的性質(zhì)，在保護裝置可能實現(xiàn)的最短時間和最小范圍內(nèi)，將運行的故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，或及時發(fā)出報警信號。具體而言，主要功能包括：（1）監(jiān)控電力系統(tǒng)中設(shè)備的運行，當(dāng)被保護的設(shè)備發(fā)生故障時，相應(yīng)的繼電保護裝置迅速精確地給故障元件相關(guān)的斷路器設(shè)備發(fā)出跳閘指令，讓故障設(shè)備第一時間從電力系統(tǒng)中切除，將事故影響范圍降到最小，降低對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定供電的影響。（2）科學(xué)智能傳達電氣設(shè)備各種不正常運行狀態(tài)，并根據(jù)不正常運行狀態(tài)和設(shè)備運維條件的迥異而發(fā)出相應(yīng)的指令，警醒值班工作人員及時高效地采取相應(yīng)的措施，或可由自動裝置自動進行相關(guān)的跳閘及控制。（3）實現(xiàn)對電力系統(tǒng)設(shè)備的自動化控制和遠程操作，以及對工業(yè)生產(chǎn)的自動控制。

2 繼電保護的常見故障類型和應(yīng)對措施

2.1 電流互感器飽和引起的保護誤動

在最近若干年的電力生產(chǎn)中，出現(xiàn)過電流互感器在保護區(qū)外故障或大容量電動機啟動時，因流過電流互感器電流過大，造成電流互感器出現(xiàn)飽和，導(dǎo)致差動保護誤動作的事故。主要原因有：（1）電流互感器在設(shè)計選型上未選用容量足夠的保護級電流互感器。（2）在施工調(diào)試階段，電流互感器因安裝、調(diào)試等因素造成現(xiàn)場組別接線錯誤，導(dǎo)致差動保護選用計量級電流互感器。

針對這一故障，應(yīng)采取如下對策。首先，在設(shè)備選型上應(yīng)進行電流互感器的核算，根據(jù)電力系統(tǒng)短路容量來合理選擇電流互感器的容量，滿足相關(guān)繼電保護裝置上下級整定配合和可靠性的要求。其次，在施工調(diào)試階段，應(yīng)認真核對圖紙與現(xiàn)場實際接線情況，根據(jù)廠家提供的電流互感器銘牌及伏安特性報告，確認CT組別，防止差動保護電流互感器組別選擇不當(dāng)。最后，還可以通過實測差動保護電流互感器CT10%誤差曲線查找最大短路電流下的允許阻抗與實測的二次交流負載阻抗進行比較，校核電流互感器在可能出現(xiàn)的最大穿越電流作用下，電流互感器是否會飽和以及差動保護是否會誤動作。

2.2 CT、PT接地問題引起保護誤動及拒動

所有互感器的二次繞組回路都必須有且只能有一點接地?，F(xiàn)場由于等電位地網(wǎng)及二次回路接地不規(guī)范，二次電氣設(shè)備繁多且二次回路接線復(fù)雜，再加上電纜絕緣老化以及人為接線錯誤等因素，導(dǎo)致二次回路經(jīng)常出現(xiàn)多點接地的安全隱患，在外部嚴重干擾情況下，出現(xiàn)繼電保護裝置誤動作或拒動的安全事故。如當(dāng)PT二次回路出現(xiàn)多點接地，在一次系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障的時候，因故障點電位及變壓器中性點電流的影響，造成保護裝置采樣到的二次電壓與實際故障相電壓不一致，對保護裝置的動作行為產(chǎn)生影響，出現(xiàn)保護拒動或者誤動的風(fēng)險；當(dāng)CT二次回路出現(xiàn)多點接地，當(dāng)一次系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障的時候，因二次電流回路存在分流，導(dǎo)致保護裝置采樣到的電流出現(xiàn)一定的偏差，對保護裝置的動作行為產(chǎn)生影響，出現(xiàn)保護拒動或者誤動的風(fēng)險。

為了提高繼電保護的可靠性，現(xiàn)場應(yīng)加強對二次回路的檢查，嚴格按照相關(guān)的檢驗規(guī)程、規(guī)范進行檢驗，嚴禁出現(xiàn)少項、漏項的情況。同時，現(xiàn)場可通過二次回路的絕緣檢查，來排查CT、PT二次回路是否存在多點接地的安全隱患。

2.3 繼電器誤動作引起的跳閘事故

近年來，隨著微機保護及集成型斷路器操作箱的廣泛應(yīng)用，繼電器廣泛運用于繼電保護中，繼電器的可靠性直接影響著繼電保護的安全穩(wěn)定運行。在電力生產(chǎn)運行中，常出現(xiàn)因繼電器動作功率低，在系統(tǒng)有較大擾動時繼電器誤動作，導(dǎo)致斷路器誤跳閘或保護裝置誤動作的事故案例。

為了提高二次回路繼電器的可靠性，現(xiàn)場二次回路及保護裝置可采取如下預(yù)控措施：（1）在設(shè)計上應(yīng)對繼電器的用途、型號、廠家及參數(shù)進行最佳設(shè)計。（2）對二次回路中重要的出口繼電器及保護開入信號，應(yīng)采取防止繼電器誤動的措施。如外部開入不經(jīng)閉鎖直接跳閘（變壓器非電量保護、線路保護遠方跳閘，母差失靈保護開入等）的重要回路，應(yīng)在啟動開入端采用大功率中間繼電器，并要求其動作電壓在55%～70%Un范圍內(nèi)，動作功率不低于5W。（3）保護裝置重要光耦開入信號應(yīng)使用強電光耦電源。在保護裝置內(nèi)，涉及直跳回路開入量應(yīng)設(shè)置必要的延時防抖措施（由保護裝置軟件實現(xiàn)），防止由于保護開入量的短暫外部干擾造成保護裝置誤動出口。（4）對于現(xiàn)場不滿足反措要求的繼電器，應(yīng)及時進行整改，消除隱患。

2.4 定值整定問題引起的保護誤動及拒動

電力系統(tǒng)繼電保護定值的正確整定和執(zhí)行是保證繼電保護裝置正確動作的兩個重要條件。現(xiàn)場技術(shù)人員在執(zhí)行定值時，往往因為設(shè)備及人為等多種因素出現(xiàn)誤整定的情況。主要原因有：（1）在設(shè)計、基建、技改等階段未能及時、準確地向保護計算人員提供有關(guān)的計算參數(shù)、圖紙等。（2）繼電保護定值在執(zhí)行過程中因人為因素導(dǎo)致的保護誤整定，如定值核對錯誤、保護定值數(shù)據(jù)執(zhí)行錯誤、控制字、跳閘矩陣執(zhí)行錯誤、軟壓板執(zhí)行錯誤、定值區(qū)執(zhí)行錯誤等。

針對以上發(fā)生誤整定的各種原因，應(yīng)從整定計算、現(xiàn)場執(zhí)行、定值核對、人員培訓(xùn)等方面制定措施，現(xiàn)場應(yīng)加強對定值、圖紙的管理，并建立各個設(shè)備的保護資料檔案。技術(shù)人員需要詳細了解保護裝置和現(xiàn)場情況，定值單內(nèi)容應(yīng)全面、細致，執(zhí)行時要認真仔細，具體到每個細節(jié)。同時，根據(jù)相關(guān)定值管理規(guī)定，定期對保護定值進行復(fù)核。

2.5 繼電保護裝置質(zhì)量問題引起的保護誤動和拒動

繼電保護裝置質(zhì)量問題引起的保護誤動或拒動主要的原因有：（1）繼電保護裝置原理和保護邏輯功能存在缺陷導(dǎo)致保護誤動或拒動。（2）繼電保護裝置零部件質(zhì)量不合格，精度低。（3）繼電保護裝置運行年限及運行環(huán)境等問題造成元器件的老化，從而影響繼電保護設(shè)備運行的工況。（4）繼電保護裝置開關(guān)電源模塊異常導(dǎo)致繼電保護裝置退出運行甚至引起保護誤動或拒動。

針對上述問題，可采取如下措施。首先，保護裝置的選型、功能配置、邏輯，必須滿足有關(guān)標(biāo)準、規(guī)范、規(guī)程、規(guī)定及其他相關(guān)的設(shè)計、技術(shù)監(jiān)督文件的要求，并經(jīng)相關(guān)繼電保護管理部門同意。保護裝置選型應(yīng)采用質(zhì)量優(yōu)良、技術(shù)成熟、性能可靠的產(chǎn)品。其次，加強繼電保護裝置較薄弱環(huán)節(jié)的開關(guān)電源模塊校驗及更換。最后，繼電保護裝置應(yīng)嚴格按照相關(guān)的檢驗規(guī)程、規(guī)范進行檢驗，對于繼電保護裝置運行年限超期的，應(yīng)及時進行保護裝置安全性評估及升級改造，提高繼電保護裝置的可靠性。

3 結(jié)語

繼電保護工作是確保電網(wǎng)運行安全穩(wěn)定的最重要的一道防線，在工作中，一方面應(yīng)對生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的各種故障進行原因分析及經(jīng)驗教訓(xùn)的總結(jié)，并提出相應(yīng)的改進措施及預(yù)控措施。另一方面，要加強專業(yè)隊伍建設(shè)，培養(yǎng)綜合性技術(shù)人才，積極探索新形式下的繼電保護管理工作，保證繼電保護的安全可靠，促進電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。