電力系統(tǒng)繼電保護常見典型故障及保護措施

【摘 要】繼電保護裝置是電力系重要組成部分，是保證電力設(shè)備安全運行和防止、限制電力系統(tǒng)突發(fā)大面積停電的最基本、最重要、最有效的技術(shù)手段。生產(chǎn)實踐證明，如果繼電保護發(fā)出錯誤指令，會造成電力系統(tǒng)、生產(chǎn)設(shè)備等電器設(shè)備等的損壞，甚者造成重大安全事故，因此本文對電力系統(tǒng)繼電保護常出現(xiàn)的故障及防止措施對指導(dǎo)生產(chǎn)有著重要意義。

【關(guān)鍵詞】電力；繼電保護；典型；故障

1.繼電保護事故的類型

1.1整定計算的錯誤

由于電力系統(tǒng)的參數(shù)或元器件的參數(shù)的標稱值與實際值有出入，有時兩者的差別比較大，則以標稱值算出的定值較不準確。

人為的誤整定有看錯數(shù)據(jù)值、看錯位置等現(xiàn)象發(fā)生過。其原因主要是工作不仔細，檢查手段落后等，才會造成事故的發(fā)生。因此，在現(xiàn)場繼電保護的整定必須認真操作、仔細核對，把好通電校驗定值關(guān)，才能避免錯誤的出現(xiàn)。

1.2抗干擾性能差

運行經(jīng)驗證明晶體管保護、集成電路保護以及微機保護的抗干擾性能與電磁型、整流型的保護相比較差。集成電路保護的抗干擾問題最為突出，用對講機在保護屏附近使用，可能導(dǎo)致一些邏輯元件誤動作，甚至使出口元件動作跳閘。

在電力系統(tǒng)運行中，如操作干擾、沖擊負荷干擾、變壓器勵磁涌流干擾、直流回路接地干擾、系統(tǒng)和設(shè)備故障干擾等非常普遍，解決這些問題必須采取抗干擾措施。

1.3 TV、TA及二次回路的問題

TV二次的問題：①TV二次保險短路故障；②TV二次開路故障；TA二次的問題：①因TA端子松動，使母差保護不平衡電流超標；②TA二次開路造成保護裝置死機。

1.4 保護性能的問題

一是性能方面的問題，即裝置的功能存在缺陷；二是特性方面的問題，即裝置的特性存在缺陷。

2. 繼電保護常見措施

2.1 母線保護及斷路器失靈保護

為確保母線差動保護檢修時母線不至失去保護、防止母線差動保護拒動而危及系統(tǒng)穩(wěn)定和事故擴大，在220kV及以上母線應(yīng)采用雙重化保護配置。每條母線應(yīng)采用兩套含失靈保護功能的母線差動保護，并安裝在各自的屏柜內(nèi)。每套保護應(yīng)分別動作于斷路器的一組跳閘線圈。對于3/2接線形式的變電站，每條母線均應(yīng)配置兩套完整、獨立的母差保護。進行母差保護校驗工作時，應(yīng)保證每條母線至少保留一套母差保護運行。

應(yīng)充分考慮母線差動保護所接電流互感器二次繞組合理分配，對確無辦法解決的保護動作死區(qū)，在滿足系統(tǒng)穩(wěn)定要求的前提下，可采取起動失靈和遠方跳閘等后備措施加以解決。

母線發(fā)生故障（除一個半斷路器接線外），母差保護動作后，對于不帶分支且有縱聯(lián)保護的線路，應(yīng)利用線路縱聯(lián)保護促使對側(cè)跳閘（閉鎖式縱聯(lián)保護采用母差保護動作停信；允許式縱聯(lián)保護采用母差保護動作發(fā)信；光纖縱差保護采用母差保護動作直跳對側(cè)或強制本側(cè)電流置零）。對于該母線上的變壓器，除利用母差保護動作接點跳本側(cè)斷路器外，還應(yīng)將另一副母差保護動作接點開入失靈保護，實現(xiàn)主變斷路器失靈跳各側(cè)。

斷路器失靈保護二次回路牽涉面廣、依賴性高，投運后很難有機會利用整組試驗的方式進行全面檢驗。因此，對斷路器失靈保護在設(shè)計、安裝、調(diào)試和運行各個階段都應(yīng)加強質(zhì)量管理和技術(shù)監(jiān)督，保證斷路器失靈保護不留隱患地投入運行。

2.2 變壓器發(fā)變組保護

220kV及以上電壓等級的主變壓器微機保護應(yīng)按雙重化配置（非電氣量保護除外）。主變壓器應(yīng)采用兩套完整、獨立并且是安裝在各自柜內(nèi)的主、后備保護一體化的微機型繼電保護裝置。每套保護均應(yīng)配置完整的主、后備保護。為與保護雙重化配置相適應(yīng)，500kV變壓器高、中壓側(cè)和220kV變壓器高壓側(cè)必須選用具備雙跳閘線圈機構(gòu)的斷路器。斷路器和隔離刀閘的輔助接點、切換回路，輔助變流器以及與其他保護配合的相關(guān)回路亦應(yīng)遵循相互獨立的原則按雙重化配置。

在發(fā)電機變壓器組的斷路器出現(xiàn)非全相運行時，首先應(yīng)采取發(fā)電機降出力措施，然后由經(jīng)快速返回的“負序或零序電流元件”閉鎖的“斷路器非全相判別元件”，以獨立的時間元件以第一時限，啟動獨立的跳閘回路重跳本斷路器一次，并發(fā)出“斷路器三相位置不一致”的動作信號。若此時斷路器故障仍然存在，可采用以下措施：1)以“零序或負序電流”任何一個元件動作、“斷路器三相位置不一致”和“保護動作”三個條件組成的“與邏輯”，通過獨立的時間元件以第二時限去解除斷路器失靈保護的復(fù)合電壓閉鎖，并發(fā)出告警信號；2)同時經(jīng)“零序或負序電流”元件任何一個元件動作以及三個相電流元件任何一個元件動作的“或邏輯”，與“斷路器三相位置不一致”，“保護動作”三個條件組成的“與邏輯”動作后，經(jīng)由獨立的時間元件以第三時限去啟動斷路器失靈保護并發(fā)出“斷路器失靈保護啟動的信號”。

2.3 二次回路

500kV線路保護、母差保護、斷路器失靈保護用電流互感器二次繞組推薦配置原則：①線路保護宜選用TPY級；②母差保護可根據(jù)保護裝置的特定要求選用適當?shù)碾娏骰ジ衅鳎虎蹟嗦菲魇ъ`保護可選用TPS級或5P等二次電流可較快衰減的電流互感器，不宜使用TPY級。

為防止主保護存在動作死區(qū)，兩個相鄰設(shè)備保護之間的保護范圍應(yīng)完全交叉；同時應(yīng)注意避免當一套保護停用時，出現(xiàn)被保護區(qū)內(nèi)故障時的保護動作死區(qū)。當線路保護或主變保護使用串外電流互感器時，配置的T區(qū)保護亦應(yīng)與相關(guān)保護的保護范圍完全交叉。

2.4 接地故障檢查

在平行雙回或多回有零序互感關(guān)聯(lián)的線路發(fā)生接地故障時，非故障線路零序方向保護可能誤動作。

非故障線路可能由于零序互感的原因產(chǎn)生縱向互感零序電勢，如果故障點與非故障線路電氣距離較遠，故障點產(chǎn)生的橫向零序電勢不足以抵消互感零序電勢的影響，其綜合作用與線路單相跳閘后非全相運行的情況類似，此時，非故障線路兩側(cè)的零序方向均為正方向，零序方向縱聯(lián)保護是否誤動取決于零序動作電流。

3.總結(jié)

電力系統(tǒng)安全可靠地運行，最終還是為配網(wǎng)服務(wù)，為用戶服務(wù)。配網(wǎng)設(shè)備運行維護要采用有效的監(jiān)測手段，合理的檢查方法，給予可靠的技術(shù)支持，從而保證配網(wǎng)繼電保護裝置的完好性，保證配網(wǎng)安全可靠地運行。

參考文獻

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