電力系統(tǒng)繼電保護(hù)事故原因及改進(jìn)

朱璠

摘 要：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)事故時(shí)有發(fā)生，為了降低繼電保護(hù)事故發(fā)生率，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，必須深入分析事故出現(xiàn)的原因，并采取有效的改進(jìn)辦法和解決措施。本文通過對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)事故進(jìn)行深入探討，分析了事故產(chǎn)生的原因，并且在此基礎(chǔ)上提出了相應(yīng)的事故處理改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；事故原因

1 前言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷增長，我國電網(wǎng)的建設(shè)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)的整體結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式發(fā)生了比較大的變化，更加復(fù)雜的電力系統(tǒng)使得其規(guī)劃、運(yùn)行和維護(hù)工作都面臨著巨大的挑戰(zhàn)。繼電保護(hù)為電網(wǎng)安全運(yùn)行提供了一道保護(hù)屏障，其工作狀態(tài)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行有著直接的影響，因此，做好繼電保護(hù)事故處理和預(yù)防意義重大。

2 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)事故及其原因

2.1 定值問題引起的事故

繼電保護(hù)事故中常說的“三誤”事故指的是誤接線、誤碰和誤整定，這也是繼電保護(hù)人為責(zé)任事故中比較典型的幾種。誤整定事故發(fā)生的原因有很多，并且涉及技術(shù)管理人員的責(zé)任心、業(yè)務(wù)水平和工作習(xí)慣等多個(gè)方面，總的來說可以分為兩種，一是人為的整定失誤，二是設(shè)備定值輸入時(shí)的失誤。人為的整定失誤通常是因?yàn)橛?jì)算人員在收集TV、TA變化和一次設(shè)備的參數(shù)等資料時(shí)出錯(cuò)，或者是隨著設(shè)備的發(fā)展、短路容量的變化以及接線的改變，相關(guān)保護(hù)定值沒有進(jìn)行相應(yīng)的修改，從而導(dǎo)致保護(hù)不正確動(dòng)作。

2.2 二次回路絕緣損壞引起的事故

二次回路絕緣損壞是繼電保護(hù)設(shè)備的一種常見缺陷，通常發(fā)生在控制回路上。二次回路絕緣損壞很可能會(huì)導(dǎo)致保護(hù)拒動(dòng)或誤動(dòng)，從而造成嚴(yán)重的電網(wǎng)事故，所以這個(gè)問題在行業(yè)內(nèi)一直都比較受重視。就以往的事故情況來看，二次回路絕緣損壞主要有以下幾種原因：①二次導(dǎo)線和控制電纜本身質(zhì)量存在問題，陳舊老化后容易引起絕緣擊穿事故；②施工質(zhì)量和工藝遺留下來的絕緣破損造成的事故，如在屏蔽電纜的施工中，引接屏蔽層時(shí)的焊接工作造成的絕緣問題；③一些特殊點(diǎn)的回路絕緣損壞引起的事故，如保護(hù)的跳閘出口如果存在回路絕緣損壞，就會(huì)直接造成斷路器誤跳閘?？傊?，要想避免出現(xiàn)二次回路絕緣損壞，一方面需要在工作中對(duì)二次回路進(jìn)行定期的檢查和消缺，控制好采購設(shè)備的質(zhì)量，另一方面，也要切實(shí)提高工程施工管理工作，在鋪設(shè)二次電纜前最好提前對(duì)其進(jìn)行絕緣測試，防止鋪設(shè)完成后發(fā)現(xiàn)問題又重新更換，做到問題的早發(fā)現(xiàn)和早處理。

2.3 抗干擾問題

因繼電保護(hù)抗干擾能力差異也會(huì)導(dǎo)致保護(hù)跳閘，其干擾形式主要有以下幾種：靜電耦合干擾：電纜、導(dǎo)線和電器設(shè)備之間有大小不同的分布電容，因此一次設(shè)備和二次設(shè)備之間就會(huì)產(chǎn)生靜電耦合干擾，這其中包括互感器一次和二次繞組間的靜電耦合以及一次母線和二次電纜之間的靜電耦合。電磁感應(yīng)干擾：導(dǎo)體通電之后就會(huì)在周圍產(chǎn)生磁場，導(dǎo)體間的磁場相互作用就產(chǎn)生互感效應(yīng)。當(dāng)一次出現(xiàn)暫態(tài)或擾動(dòng)過程時(shí)，會(huì)通過電磁耦合傳遞到二次回路，從而對(duì)二次回路產(chǎn)生一定的干擾。

③地電位干擾：當(dāng)大電流接地系統(tǒng)發(fā)生避雷器動(dòng)作或者接地故障時(shí)，接地網(wǎng)中就會(huì)流通一股比較大的故障電流，故障電流在經(jīng)過接地體的阻抗后會(huì)產(chǎn)生電壓降，這就會(huì)使變電站各個(gè)點(diǎn)電位出現(xiàn)較大差異，電位差會(huì)在連接的電纜芯中產(chǎn)生電流，從而很可能造成保護(hù)的不正確動(dòng)作。無線信號(hào)干擾：無線電干擾對(duì)二次設(shè)備有著比較大的威脅，尤其是一些手機(jī)和無線對(duì)講機(jī)設(shè)備，發(fā)射功率越大，產(chǎn)生的威脅也就越大。在現(xiàn)場作業(yè)中，以往就發(fā)生過因?yàn)槭褂么蟀l(fā)射功率無線通信設(shè)備而造成保護(hù)誤動(dòng)事故。

為了有效避免干擾引起的繼電保護(hù)事故，在設(shè)計(jì)二次回路的時(shí)候，需要采取一定的抗干擾措施，如按照相關(guān)規(guī)定和要求合理布置電纜二次線，不能分開交流電纜與直流電纜以及強(qiáng)弱電動(dòng)力電纜和控制電纜；借助電磁屏蔽措施預(yù)防來自一次設(shè)備的無線干擾；在現(xiàn)場作業(yè)時(shí)謹(jǐn)慎使用無線通信設(shè)備。

2.4 TA及其二次回路問題

電流互感器（下面簡稱TA）能夠?qū)⒁淮蜗到y(tǒng)高電壓電路上的大電流準(zhǔn)確變換為二次低壓電路的小電流，其工作的可靠性直接決定了保護(hù)動(dòng)作的正確與否，因?yàn)門A及二次回路上的問題導(dǎo)致的繼電保護(hù)事故屢見不鮮。下面是TA造成的主要事故原因類型。

TA誤差問題：TA的一個(gè)基本要求就是其電流變換的準(zhǔn)確性，其電流誤差在一定程度上影響著保護(hù)的工作質(zhì)量，通常在實(shí)際工作，都規(guī)定TA的電流誤差不能超過10%，角度誤差不能高于7%；

②TA二次回路開路問題

TA及其二次回路開路問題是繼電保護(hù)中的一個(gè)重要問題，開路后很可能會(huì)導(dǎo)致保護(hù)拒動(dòng)或誤動(dòng)，并且開路后會(huì)產(chǎn)生一定的高壓，從而對(duì)二次設(shè)備絕緣造成損壞，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)龤гO(shè)備。發(fā)生這類問題的主要原因有運(yùn)行中二次交流回路臨時(shí)短接，誤解開電流回路，造成開路；操作人員誤拔交流插件，造成開路；TA二次回路試驗(yàn)時(shí)，解開電流回路后沒有恢復(fù)，造成開路等。

③TA飽和問題：由于短路故障而導(dǎo)致的電流急劇增加，就會(huì)導(dǎo)致TA的飽和問題。圖1所示的是TA飽和判斷工作特性。從圖1中不難看出，被保護(hù)設(shè)備之外發(fā)生的故障，TA呈現(xiàn)飽和狀態(tài)，電流會(huì)在工作點(diǎn)短時(shí)間移到附加穩(wěn)定特性區(qū)。而被保護(hù)設(shè)備之內(nèi)發(fā)生的故障，由于差動(dòng)電流通常都比制動(dòng)電流要大，所以電流工作點(diǎn)會(huì)馬上進(jìn)入動(dòng)作區(qū)。所以，TA飽和問題的出現(xiàn)，都會(huì)或多或少地對(duì)繼電保護(hù)產(chǎn)生影響，二次系統(tǒng)很難安全、可靠的運(yùn)行。

圖1 TA飽和判斷工作特性圖

3 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)事故處理的改進(jìn)措施

3.1 提高保護(hù)裝置質(zhì)量

首先在制造和選購保護(hù)裝置的時(shí)候需要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量監(jiān)督和管理，切實(shí)提高保護(hù)裝置中各個(gè)元器件的質(zhì)量。最好選用壽命長、故障率低的元器件，并且防止一些不合格的劣質(zhì)元件混入其中。其次，晶體管保護(hù)的抗干擾能力通常都比較差，在工作狀態(tài)下很容易受到干擾源的影響，所以在設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試的過程中需要采取有效的保護(hù)和預(yù)防措施，切斷干擾的耦合途徑，如設(shè)置濾波器、隔離變壓器、裝置中增設(shè)閉鎖電路、輸入輸出回路采取屏蔽電纜等。

3.2 加強(qiáng)繼電保護(hù)裝置檢修工作

在平時(shí)的工作中，作業(yè)人員需要加強(qiáng)繼電保護(hù)裝置的檢修工作，制定出嚴(yán)格的檢修制度，從而形成常態(tài)化的工作機(jī)制，充分落實(shí)檢修工作，切實(shí)保障繼電保護(hù)設(shè)備能夠處于正常的運(yùn)行狀態(tài)。在設(shè)備運(yùn)行過程中，需要對(duì)設(shè)備出現(xiàn)的老化和磨損等情況進(jìn)行定期的檢修，這對(duì)于檢修人員的素質(zhì)要求是比較高的，在檢修工作中不能馬虎了事，必須發(fā)揮出檢修工作的真正作用，針對(duì)故障事故不斷的改進(jìn)方法，降低設(shè)備的故障發(fā)生率，提高電力系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行效率。

3.3 掌握正確的故障查找技術(shù)和方法

在繼電保護(hù)故障處理工作中，故障的檢查是工作的前提，檢查方法的運(yùn)用可以從其正確性和效率性這兩個(gè)方面考察。在事故現(xiàn)場，不僅要選擇正確、合理的故障檢查方法，還需要保證檢查工作的效率，確保在最短的時(shí)間內(nèi)找到故障的發(fā)生位置和原因。現(xiàn)代電力系統(tǒng)一般都有繼電保護(hù)故障信息提示系統(tǒng)，發(fā)生故障后能夠根據(jù)故障記錄確定故障發(fā)生的時(shí)間、位置和類型，對(duì)于提高故障處理效率有著很大的幫助。

4 結(jié)束語

總的來說，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)事故的出現(xiàn)是多方面因素綜合作用的結(jié)果，繼電保護(hù)事故的發(fā)生對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著嚴(yán)重的影響。因此，在繼電保護(hù)事故處理工作中，不僅需要對(duì)事故發(fā)生的類型和原因有著清楚的認(rèn)識(shí)，還需要明確事故處理的技術(shù)和思路，保證事故能夠在第一時(shí)間得到有效處理。

參考文獻(xiàn)

[1]朱時(shí)祥.關(guān)于繼電保護(hù)的性能和檢修措施探討[J].今日科苑，2010，（8）：165-168.

[2]龔永智.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)事故原因及改進(jìn)措施探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2001，（1）：115-117.

[3]楊曉娟.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)事故原因及其改進(jìn)措施的研究與探討[J].商業(yè)文化，2011，（12）：379-380.

（作者單位：國網(wǎng)四川省電力公司資陽供電公司）