變電站繼電保護安全風(fēng)險及防范措施探析

朱 波（國網(wǎng)湖南省電力公司邵陽供電分公司，湖南邵陽422000）

變電站繼電保護安全風(fēng)險及防范措施探析

朱 波（國網(wǎng)湖南省電力公司邵陽供電分公司，湖南邵陽422000）

繼電保護在電力系統(tǒng)正常運行過程中具有不可替代的作用，其是保證電網(wǎng)穩(wěn)定運行的前提，可有效避免電力設(shè)備損壞。然而繼電保護裝置及設(shè)備也會帶來一定程度的安全風(fēng)險，有可能引發(fā)事故?；诖?，本文對變電站繼電保護安全風(fēng)險進(jìn)行了綜合性分析，提出了相關(guān)防范措施，以供參考。

變電站；繼電保護；安全風(fēng)險

1 引言

眾所周知，變壓器是我國電力系統(tǒng)中非常重要的一個環(huán)節(jié)，他的安全平穩(wěn)運行關(guān)系著整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。而保障變壓器安全工作的設(shè)備便是變電站繼電保護裝置，為變電站的穩(wěn)定工作保駕護航，所以說對繼電保護裝置的維護迫在眉睫。尤其是近幾年來中國國民經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展，對電力行業(yè)的需求越來越大，要求也越來越高，但是各個地區(qū)中繼電保護裝置的事故還是時有發(fā)生，打亂了當(dāng)?shù)鼐用裾５纳钌a(chǎn)秩序。本文我們分析了近幾年來發(fā)生事故的原因，總結(jié)出影響變電站繼電保護裝置的安全風(fēng)險因素，并依此給出相關(guān)的解決方法。

2 變電站繼電保護安全風(fēng)險來源分析

分析近幾年來我國發(fā)生的由于繼電保護裝置發(fā)生的電網(wǎng)事故，發(fā)生安全風(fēng)險大部分由以下原因構(gòu)成：

2.1 繼電保護裝置中二次回路不正確造成的系統(tǒng)誤動的發(fā)生

二次回路是相對于一次回路所相對的概念。一次回路指的是一次設(shè)備中比如變電器，輸電線，等設(shè)備總所流過的電回路成為一次回路。二次回路是二次設(shè)備也就是指監(jiān)控，檢查一次設(shè)備安全問題，并提供相關(guān)保護的裝置中的回路，稱之為二次回路。二次回路通常是利用相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行采集一次設(shè)備的相關(guān)電壓等進(jìn)行相關(guān)的監(jiān)管監(jiān)控，更多的是對變壓器的調(diào)節(jié)回路的實時情況進(jìn)行相應(yīng)的分析，以及出現(xiàn)不好的狀況了二次回路能夠及時的做出反應(yīng)。一個穩(wěn)定、可靠、科學(xué)的二次回路能夠及時分析出變電站中的問題所在，減少各種電力設(shè)備中失誤情況的發(fā)生。但是現(xiàn)實情況是繼電器保護裝置的相關(guān)維護人員在最最初的調(diào)試模擬階段，沒有能過對二次回路引起足夠的重視，對相關(guān)的情況不能夠都模擬到位，造成在以后的變電站工作中出現(xiàn)了模擬之外的情形或者是突發(fā)情況，繼電保護裝置錯誤的觸發(fā)，給整個系統(tǒng)帶來不小的損失。

2.2 模擬調(diào)試時CT極性線接錯未發(fā)現(xiàn)而造成保護誤動

在變電站系統(tǒng)中，繼電保護裝置不只是一個大型的繼電保護裝置，而是存在于變電器裝置中的各個小的設(shè)備總，比如說電壓表，輸電線，電閘等等的設(shè)備中，一旦發(fā)生事故能夠及時有效的發(fā)出相關(guān)警告，讓事故能夠快速安全準(zhǔn)確的排除掉。在整個變壓設(shè)備系統(tǒng)里邊，繼電保護裝置的原理也是各不相同，其中的差動保護是里邊相當(dāng)重要的一個保護措施。根據(jù)物理原理，可以把被保護的設(shè)備看做一個接口點，正常情況下流進(jìn)跟流出的電流相等，沒有差距。設(shè)備一旦發(fā)生故障，電流的流進(jìn)跟流出的就會有明顯的差距，當(dāng)差距大于預(yù)定值時，就會迫使設(shè)備停止工作，而流進(jìn)保護差動保護設(shè)備的電流就是由保護設(shè)備兩側(cè)的CT二次回路完成的。所以說只有保證了差動保護中的CT兩側(cè)的接線正確，才能保障差動保護的正常完成。但是事實是在各種變電器的施工現(xiàn)場，大多數(shù)的工作人員都沒有認(rèn)識到CT極性線接錯的危害，在工作中對這個問題沒能引起足夠的重視，這就給設(shè)備的后續(xù)工作帶來不小的工作隱患，不能夠讓整個設(shè)備安全穩(wěn)固的進(jìn)行運作。

2.3 沒有有效控制繼電保護危險點

繼電保護危險點主要包括兩類，即靜態(tài)危險點與動態(tài)危險點。靜態(tài)危險點主要是由于設(shè)計不合規(guī)范、維護質(zhì)量不達(dá)標(biāo)所造成。這類危險點若未進(jìn)行有效消除，將帶來長期影響，如插件問題、照明設(shè)備問題、設(shè)備抗干擾能力低下等都屬于靜態(tài)危險點范疇。動態(tài)危險點會隨環(huán)境或時間變化而出現(xiàn)，具有不確定性特征。PT二次側(cè)的短路或接地，CT二次側(cè)的開路、失靈啟動母差及啟動載波機跳對側(cè)開關(guān)等都屬于動態(tài)危險點范疇。

3 控制危險點策略分析

3.1 詳細(xì)模擬繼電保護裝置安裝

二次回路不正確的安裝給繼電保護裝置誤動造成了不必要的損失，還有就是工作人員的粗心大意，對本變電站可能要出現(xiàn)的情況沒能進(jìn)行詳盡的模擬，造成變電站平時出現(xiàn)模擬在外的情況時出現(xiàn)誤動。這就要求相關(guān)的工作人員本著嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度對變電站二次回路的情況進(jìn)行詳盡的模擬，然后才能杜絕二次回路不正確的現(xiàn)象的發(fā)生。

3.2 CT線的極性接線正確

在變電站的整個系統(tǒng)中有大大小小的繼電保護裝置，差動保護裝置是運用最多最廣泛的，其中的CT極性接線的重要性不言而喻。這就要求相關(guān)的工作人員在工作時，著重檢測CT極性線的正確性問題，只有保證了這些，才能讓差動保護發(fā)揮其作用，讓整個線路保持穩(wěn)定的輸出。

3.3 危險點的控制

3.3.1 靜態(tài)危險點控制

從屬性來看，靜態(tài)危險點是始終存在的，具有長期性威脅，因此要采取根本措施徹底將其消除。新建工程實施過程中，對已知的危險點應(yīng)進(jìn)行針對性技術(shù)改造。若發(fā)現(xiàn)設(shè)備老化，應(yīng)立即更換設(shè)備；若設(shè)立安全距離無法達(dá)標(biāo)，應(yīng)立即反饋并改造；加裝微機防誤設(shè)備，促使繼電保護裝置在出現(xiàn)故障時可穩(wěn)定工作。在某些情況下，少數(shù)危險點是無法消除的，因此需要在現(xiàn)場設(shè)定警示牌，并設(shè)立隔離帶，用于提醒作業(yè)人員，避免出現(xiàn)事故。相關(guān)工作人員需不斷提升自身責(zé)任感、保護意識及專業(yè)素養(yǎng)水平，保證維修工作能有效實施。變電站內(nèi)部應(yīng)當(dāng)堅持專業(yè)性培訓(xùn)，強化安全教育，營造一個良好的安全控制環(huán)境?，F(xiàn)場維修作業(yè)期間，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，應(yīng)該先對故障影響范圍進(jìn)行判斷，再結(jié)合實際情況選擇有效控制策略，如變更設(shè)備運行方式、停止設(shè)備運行或投退繼電保護等。確定方案后，再對方案進(jìn)行細(xì)化。

例如，某地110kV變電站一臺主變，其容量為20MVA。35kV和10kV出線分別為四回、八回。其中10kV配電系統(tǒng)采用的開關(guān)型號為ZN28型真空斷路器，配CT19型彈簧操動機構(gòu)。10kV線路還設(shè)置了相應(yīng)過電流保護及電流速斷保護。自2012年投運以來，其運行狀況均為較好。伴隨該地在使用電量的持續(xù)增加，其配變?nèi)萘恳苍诓粩嗟卦黾?，截?015年初，該變電站開始失常出現(xiàn)主變低壓側(cè)近區(qū)故障狀況，現(xiàn)具體分析如下：

①對限時電流速斷保護進(jìn)行增加。當(dāng)出現(xiàn)高壓側(cè)復(fù)合電壓閉鎖過流，相對于低壓母線，出現(xiàn)靈敏度不夠狀況，可在低壓側(cè)增加一套過流保護裝置。此種新增保護舉措，還應(yīng)采取限時速斷，并將其配合于低壓出線速斷，先本側(cè)限跳，然后總出口限跳。此外，針對原過流保護要與出線過流進(jìn)行配合，先行本側(cè)限跳，而后對總出口限跳。如果存在靈敏度非常高的狀況，可將原低壓側(cè)過流進(jìn)行兩段式設(shè)計。針對第一段，可實施限時速斷，然后與出線速斷相配合，均對跳本側(cè)予以作用；針對第二段，其實際為過電流，將其與出線過流進(jìn)行配合，同樣采取先本側(cè)限跳，后總出口限跳的對應(yīng)方式。對于上述狀況來講，當(dāng)增加限時速斷后，如果故障發(fā)生于低壓母線，或送出線近區(qū)，對于新增加的限時速斷裝置，其就會以1～2個級差實施短暫延時后，變壓器瞬間跳開，實現(xiàn)故障排除的目的。②將母線保護裝置增設(shè)。針對低壓母線，如若其存在短路容量大狀況，并且變壓器低壓側(cè)的限時速斷保護對本母線不夠靈敏，以及變壓器對低壓側(cè)短路耐受能力較差，應(yīng)適當(dāng)增加母線保護裝置，就低壓母線故障排除時間進(jìn)行縮短。③將保護級差縮短。將后備保護在切除時間上進(jìn)行加快，其中最為有效辦法為縮短保護配合時間級差。目前，新建的變電站絕大多數(shù)均運用微機保護，如果選用更換元件，將與變壓器后備保護具有配合關(guān)系的普通時間元件，更換為高精度時間元件，可將時間級差從0.5s降至0.3s，其保護極差縮短比例達(dá)到40%，若在全網(wǎng)范圍內(nèi)推廣，不僅可以達(dá)到提高設(shè)備及系統(tǒng)安全性的目的，同時還可對故障電流的持續(xù)時間予以減少。

3.3.2 動態(tài)危險點控制

通常情況下動態(tài)危險點呈現(xiàn)隨機性特征，并具備一定的隱蔽性?，F(xiàn)場作業(yè)時，盡可能消除由于人員主觀因素所帶來的動態(tài)危險點。例如，作業(yè)復(fù)雜程度較高時，應(yīng)指派技術(shù)骨干進(jìn)行指導(dǎo)；若作業(yè)存在明顯危險時，除了加強安全防范外，還應(yīng)該由有經(jīng)驗的作業(yè)人員實時監(jiān)護。若發(fā)現(xiàn)作業(yè)人員出現(xiàn)身體不適，應(yīng)勸其暫時停止作業(yè)。加強安全檢查工作，判斷微機保護模擬量是否正常、開關(guān)量顯示是否準(zhǔn)確。檢查保護裝置信號有無異常、差流等。核實繼電保護裝置壓板標(biāo)志與清單是否一致，確認(rèn)其位置是否按照設(shè)計圖紙安裝。檢查開關(guān)柜、端子箱、保護屏等是否緊固。對CT二次側(cè)接地點進(jìn)行檢查，保證CT二次側(cè)一點接地于開關(guān)場端子箱，接地線電流不得超過50mA。

4 結(jié)束語

加強變電站繼電保護安全風(fēng)險控制刻不容緩。具體實施過程中，需要對靜態(tài)危險點及動態(tài)危險點進(jìn)行有效控制，通過加強檢查工作、管理工作，來預(yù)防事故發(fā)生，為電力系統(tǒng)正常運行提供穩(wěn)妥保障。

［1］王 勇.變電站檢修繼電保護設(shè)備問題分析及處理措施［J］.引文版：工程技術(shù)，2016（2）：68.

［2］徐 超.110kV變電站繼電保護故障及應(yīng)對措施探討［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（3）：190.

［3］姜锫君.220kV變電站變壓器運行及繼電保護措施探討［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（3）：189.

TM63

A

2095-2066（2016）28-0053-02

2016-8-13

朱 波（1988-），男，工程師，碩士，主要從事變電運維工作。