電力系統(tǒng)繼電保護不穩(wěn)定所產(chǎn)生的原因及事故處理方法分析

劉琦

摘 要：人們生活水平的不斷提高和社會經(jīng)濟發(fā)展的日益迅速，直接增加了各行業(yè)對電能的需求，增加了電能用戶數(shù)量。為滿足日益增加的電能需求，各電壓等級電力系統(tǒng)及其繼電保護建設(shè)規(guī)模不斷擴大。電力系統(tǒng)繼電保護的安全運行是供電可靠的重要保障和基礎(chǔ)。由此，文章主要分析了電力系統(tǒng)繼電保護產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象的原因，研究了某電廠母聯(lián)開關(guān)掉閘事故處理的實際案例，探討了電力系統(tǒng)繼電保護事故處理的方法。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護；不穩(wěn)定；原因；處理方法

前言

繼電保護作為電力系統(tǒng)中一個不可或缺的重要組成部分，在保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行、確保供電正常可靠中發(fā)揮著舉足輕重的作用。近年來，隨著電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的逐年擴大和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜化，在滿足廣大用戶電力需求的同時，也給繼電保護系統(tǒng)帶來了許多新的問題和挑戰(zhàn)。其中不穩(wěn)定和各類故障是繼電保護常見事故，這給電力系統(tǒng)繼電保護的安全運行造成了嚴(yán)重影響。分析其不穩(wěn)定原因，對其事故采取恰當(dāng)有效的方法予以解決是電力企業(yè)當(dāng)前工作中的重點。

1 電力系統(tǒng)繼電保護不穩(wěn)定所產(chǎn)生的原因

1.1 硬件問題

在電力系統(tǒng)的繼電保護裝置中，數(shù)據(jù)模塊、絕緣裝置、通信設(shè)備、斷路器等都屬于硬件設(shè)備。如果繼電保護系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)模塊發(fā)生問題，將會導(dǎo)致數(shù)據(jù)信息的輸入輸出出現(xiàn)錯誤，在錯誤數(shù)據(jù)信息的指示下，繼電保護裝置或做出錯誤動作或拒絕動作，從而導(dǎo)致不穩(wěn)定現(xiàn)象發(fā)生。如果電力系統(tǒng)繼電保護中的二次回路絕緣器件發(fā)生老化，繼電保護裝置的接地和絕緣性能就會受到嚴(yán)重影響，導(dǎo)致繼電保護裝置的保護功能無法正常發(fā)揮，即失去了保護的作用。斷路器作為電力系統(tǒng)中的一個核心元器件，若其發(fā)生老化或腐蝕，將會直接影響到繼電保護裝置運行的安全性與可靠性[1]。若電力系統(tǒng)通信設(shè)備存在結(jié)構(gòu)異常等問題，也將會影響繼電保護系統(tǒng)無法正常運行。

1.2 軟件問題

隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等在電力產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用得越來越充分，使得現(xiàn)代電力系統(tǒng)繼電保護裝置中基本上都嵌入有相應(yīng)的程序設(shè)計。這些程序在繼電保護系統(tǒng)的日常運行中發(fā)揮著重要的指導(dǎo)性作用，對繼電保護裝置具有操控權(quán)。若繼電保護軟件在開發(fā)階段或投入運行過程中出現(xiàn)編碼錯誤或程序設(shè)計錯誤，就會導(dǎo)致繼電保護系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，保護功能得不到正常發(fā)揮。目前，繼電保護系統(tǒng)軟件需求分析不準(zhǔn)確、不全面，編碼錯誤，軟件機構(gòu)設(shè)計不合理，定值輸入錯誤等一系列軟件問題，是能夠影響電力系統(tǒng)繼電保護裝置運行不穩(wěn)定的幾個因素[2]。

2 某電廠母聯(lián)開關(guān)掉閘事故處理案例分析

某電廠2009年3月8日母聯(lián)開關(guān)無故障發(fā)生掉閘事故。查找故障原因，對掉閘母聯(lián)開關(guān)的斷路器控制電源正負(fù)極進行絕緣試驗，發(fā)現(xiàn)沒有任何異常，排除控制電源絕緣失效的可能性；對所有具備掉閘母聯(lián)開關(guān)斷路器的外部回路接線情況進行檢查，發(fā)現(xiàn)外部保護裝置啟動掉閘不是導(dǎo)致該事故發(fā)生的原因。查看實施在線監(jiān)測系統(tǒng)記錄，也沒有發(fā)現(xiàn)任何人為錯誤操作信息。通過對監(jiān)測系統(tǒng)報文和故障錄波圖的綜合分析后發(fā)現(xiàn)，非全相繼電保護動作是造成本次事故發(fā)生的真正原因。通常繼電保護裝置發(fā)生非全相動作的原因主要有兩個，其一是由于就地開關(guān)操作箱匯集柜沒有上鎖，工作人員在工作過程中誤碰到非全相繼電器。因為就地開關(guān)操作箱處沒有安裝監(jiān)控設(shè)備，所以無法確定誤碰人員。其二是繼電保護裝置抗干擾能力較弱[3]。該原因通過對繼電器進行抗干擾試驗已排除。

該電廠此次事故的發(fā)生暴露出了其對基建期間電力設(shè)備的運行安全管理存在一定缺失，管理工作不到位，安全防范意識不高等問題。

3 電力系統(tǒng)繼電保護事故處理方法

3.1 利用計算機等先進設(shè)備對故障信息進行分析

當(dāng)電力系統(tǒng)繼電保護裝置發(fā)生故障時，借助計算機設(shè)備、實時在線監(jiān)測系統(tǒng)等將故障相關(guān)信息全面及時記錄下來，對這些數(shù)據(jù)信息進行深入仔細(xì)的分析，有利于工作人員快速確定故障類型，從而在最短的時間內(nèi)采取最有效的處理方法將故障排除。為將故障信息及時全面準(zhǔn)確的記錄在實時監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)，可以利用多個工作模塊將繼電保護系統(tǒng)與實時在線監(jiān)測系統(tǒng)連聯(lián)接起來，將故障信息的采集與控制交由系統(tǒng)相應(yīng)的子系統(tǒng)來完成，并對運行中的故障錄波裝置進行干預(yù)。主系統(tǒng)則主要負(fù)責(zé)對各類事故信息進行分析、分類、歸納和匯總處理，對圖形平臺進行全方位實時監(jiān)控[4]。當(dāng)繼電保護裝置發(fā)生事故時，實時在線監(jiān)測系統(tǒng)立刻發(fā)出警報，通知變電操作人員及時上報調(diào)度員并填寫故障報告，報告內(nèi)容應(yīng)包括故障錄播形態(tài)、繼電保護裝置的動作、跳閘時間、設(shè)備超載狀態(tài)等，以便故障分析人員可以及時準(zhǔn)確判斷出故障類型，進而采取有效的處理方法。

3.2 利用正確的故障檢查方法，提高故障檢查效率

在電力系統(tǒng)繼電保護事故的處理中，常見的故障檢查方法有整組試驗法和順、逆序檢查法等。整組試驗法檢查的主要是繼電保護裝置動作的邏輯性，即通過對繼電保護裝置動作時間與動作邏輯的檢查，可以判斷出故障發(fā)生的根本原因；順序檢查法對繼電保護裝置故障原因的檢查主要是以檢驗調(diào)試的方式進行，具體檢查順序是絕緣檢測、保護性能檢測、外部檢測和定值檢測等。此方法主要用于微機保護邏輯故障的檢查。逆序檢查法是在微機事故記錄無法及時找出故障原因時，以事故結(jié)果為切入點，從后向前逆序分級檢查。該方法主要用于繼電保護裝置發(fā)生錯誤動作的情況。

3.3 人為因素故障處理方法

在繼電保護裝置的故障原因中，人為操作是較為主要和常見的一個導(dǎo)致故障發(fā)生的原因。因此，針對人為因素采取有效的故障處理方法非常重要。一般情況下，利用計算機系統(tǒng)可以排除大部分簡單的繼電保護裝置故障。雖然計算機系統(tǒng)在這一環(huán)節(jié)中發(fā)揮著主要作用，但其工作離不開具備豐富工作經(jīng)驗和嫻熟專業(yè)技能人員的參與[5]。從實際繼電保護系統(tǒng)故障發(fā)生情況來看，很多時候繼電保護裝置發(fā)生了事故，但斷路跳閘裝置卻沒有給出任何提示或信號提示無法確定故障原因，使得事故種類難以得到及時準(zhǔn)確的判斷。面對此種情形，工作人員應(yīng)運用正確的檢查方法對繼電保護系統(tǒng)及其運行狀態(tài)進行全面的檢查與評估。如果確定為人為操作失誤所致，要及時采取相應(yīng)的處理措施。將實時在線監(jiān)測系統(tǒng)與工作人員相互配合、協(xié)同工作，由監(jiān)測系統(tǒng)向工作人員提供全面的故障記錄信息，并與對應(yīng)的信號提示等相配合，從而做出正確的故障判斷和事故處理方法。

4 結(jié)束語

綜上，雖然現(xiàn)階段電力系統(tǒng)繼電保護受系統(tǒng)運行不穩(wěn)定和各種故障的影響較大，但隨著電力技術(shù)和故障排除技術(shù)等發(fā)展的日益成熟，繼電保護系統(tǒng)將逐漸趨于智能化、網(wǎng)絡(luò)化、科學(xué)化、自動化的方向發(fā)展。同時，更多新理論、新技術(shù)開始被廣泛的應(yīng)用在繼電保護領(lǐng)域，在提升繼電保護裝置性能、運行安全性和穩(wěn)定性等多方面中發(fā)揮著重要作用。

參考文獻

[1]張宇馳.繼電保護不穩(wěn)定所產(chǎn)生的原因及事故處理方法分析及措施[J].通訊世界，2014，1：35-36.

[2]孫春雨.電力系統(tǒng)繼電保護不穩(wěn)定的原因分析及事故處理措施研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015，10：147-148.

[3]陳慧，羅健，侯晉芳，等.電力系統(tǒng)繼電保護不穩(wěn)定因素與檢查處理[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015，5：204.

[4]冉小康.電力系統(tǒng)中繼電保護事故原因分析及處理技術(shù)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012，3：164.

[5]吳文可.電力系統(tǒng)故障診斷模型與事故處理輔助決策方法[D].華南理工大學(xué)，2013.