2009年浙江電網(wǎng)220 kV及以上系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行分析

錢建國，周 芳，鄒 暉，宋東馳

（1.浙江電力調(diào)度通信中心，杭州 310007；2.杭州市電力局，杭州 310009）

1 2009年繼電保護(hù)設(shè)備情況

截至2009年底，浙江電網(wǎng)220 kV及上系統(tǒng)投用的繼電保護(hù)及安全自動裝置共8 270臺，其中：變壓器保護(hù)1 283臺，母線保護(hù)485臺，線路保護(hù)2 975臺，母聯(lián)充電解列保護(hù)378臺，斷路器保護(hù)（斷控單元）1 699臺，故障錄波器598臺，其它保護(hù)裝置852臺，分類統(tǒng)計見表1。

1.1 保護(hù)裝置微機(jī)化情況

至2009年底，浙江電網(wǎng)220 kV及以上系統(tǒng)共有微機(jī)型保護(hù)裝置6 617臺，微機(jī)化率為97%（不計故障錄波器和其他輔助保護(hù)）。其中：微機(jī)型變壓器保護(hù)裝置1 241臺，微機(jī)化率為96.7%；微機(jī)型母線保護(hù)裝置438臺，微機(jī)化率為90.3%；微機(jī)型線路保護(hù)裝置2 975臺，微機(jī)化率為100%；微機(jī)型充電解列保護(hù)裝置354臺，微機(jī)化率為93.7%；微機(jī)型斷路器保護(hù)裝置1 609臺，微機(jī)化率為94.7%，分類統(tǒng)計見表2。

表1 220 kV及以上系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備統(tǒng)計 臺

表2 220 kV及以上系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置微機(jī)化率統(tǒng)計 %

在各主要保護(hù)類別中，母線保護(hù)微機(jī)化率最低，為90.3%，這主要是因為系統(tǒng)中還有部分RADSS中阻抗母差保護(hù)。

1.2 保護(hù)裝置國產(chǎn)化情況

至2009年底，220 kV及以上系統(tǒng)共有國產(chǎn)保護(hù)6 052臺，保護(hù)裝置國產(chǎn)化率為78.8%（不計故障錄波器）。其中：國產(chǎn)變壓器保護(hù)1 033臺，國產(chǎn)化率為80.5%，各電力局的變壓器保護(hù)已經(jīng)全部實現(xiàn)國產(chǎn)化，而發(fā)電廠尚有部分進(jìn)口的變壓器保護(hù)。國產(chǎn)母線保護(hù)321臺，國產(chǎn)化率為66.2%；國產(chǎn)線路保護(hù)2 486臺，國產(chǎn)化率為83.6%；國產(chǎn)充電解列保護(hù)裝置378臺，國產(chǎn)化率為100%；國產(chǎn)斷路器保護(hù)裝置1 273臺，國產(chǎn)化率74.9%，分類統(tǒng)計見表3。

表3 220 kV及以上系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置國產(chǎn)化率統(tǒng)計 %

500 kV系統(tǒng)主要采用進(jìn)口保護(hù)，其國產(chǎn)化率遠(yuǎn)低于220 kV系統(tǒng)。

在各主要保護(hù)類別中，母線保護(hù)國產(chǎn)化率最低，僅為66.2%。

1.3 保護(hù)裝置雙重化情況

至2009年底，500 kV線路保護(hù)、母線保護(hù)及變壓器保護(hù)裝置已經(jīng)全部實現(xiàn)雙重化配置，220 kV線路保護(hù)也已全部實現(xiàn)雙重化，尚有個別220 kV主變保護(hù)仍為單套配置，220 kV母線保護(hù)的雙重化率最低，分類統(tǒng)計見表4。

表4 220 kV及以上系統(tǒng)主要保護(hù)設(shè)備雙重化率統(tǒng)計 %

220 kV母線保護(hù)的雙重化率遠(yuǎn)低于其他主設(shè)備保護(hù)，甚至還有個別500 kV變電所的220 kV母線保護(hù)仍為單套保護(hù)。部分單位220 kV主變保護(hù)也未完全雙重化。

1.4 線路保護(hù)光纖化情況

至2009年底，浙江電網(wǎng)220 kV及以上系統(tǒng)線路共有縱聯(lián)保護(hù)2 929臺，其中采用光纖通道1 762臺，采用載波通道1 167臺，光纖化率為60.74%。光纖通道在500 kV系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，占93.4%；載波通道在220 kV系統(tǒng)中應(yīng)用較多，占45.64%。

1.5 保護(hù)裝置運(yùn)行年限情況

至2009年底，220 kV及以上系統(tǒng)共8 270臺保護(hù)裝置中：投產(chǎn)5年以內(nèi)的有5 674臺，占68.6%；運(yùn)行 5年至 10年的有 2 383臺，占28.8%；運(yùn)行10年以上的有213臺，占2.6%。

1.6 國內(nèi)外保護(hù)廠家市場占有率

近年來，國產(chǎn)保護(hù)因其技術(shù)水平高、產(chǎn)品質(zhì)量好、售后服務(wù)佳和運(yùn)行業(yè)績優(yōu)秀，在電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用，并占據(jù)主導(dǎo)地位，保護(hù)國產(chǎn)化率逐年提高。

主要國內(nèi)廠家保護(hù)市場占有率情況如下：南瑞繼保2 640臺，占國產(chǎn)保護(hù)的43.5%；國電南自1 408臺，占23.2%；北京四方1 718臺，占28.3%；深圳南瑞236臺，占3.89%；許繼電氣8臺，占0.13%；國內(nèi)其他廠家53臺，占0.87%。

主要國外廠家保護(hù)市場占有率情況如下：AREVA（ALSTOM）公司 588臺，占36.3%；ABB公司811臺，占進(jìn)口保護(hù)的50.1%；GE公司156臺，占9.64%；三菱公司17臺，占1.05%；SEL公司11臺，占0.68%；西門子公司4臺，占0.24%。

2 2009年繼電保護(hù)運(yùn)行情況

2.1 保護(hù)動作情況

2009年全省繼電保護(hù)及安全自動裝置一共動作26 809次，正確動作26 809次，動作正確率100%，與去年持平，其中：220 kV及以上系統(tǒng)保護(hù)裝置共動作1 254次；500 kV系統(tǒng)保護(hù)裝置共動作295次；元件保護(hù)裝置共動作23次。220 kV及以上故障錄波器共動作342次，錄波完好率100%。

2.2 220 kV及以上系統(tǒng)一次設(shè)備故障情況

2.2.1 線路

截至2009年底，全省已投運(yùn)500 kV線路共102條，線路總長度5 762.87 km。全年共發(fā)生故障30次，其中：單相接地故障29次，兩相短路故障1次，故障率為0.52次/百千米·年。

全省已投運(yùn)220 kV線路626條，線路總長度為12 280.99 km。全年共發(fā)生故障148次，其中：單相接地故障130次，兩相短路接地故障11次，兩相短路故障3次，發(fā)展性故障2次，同桿并架雙回線跨線故障2次；故障率為1.2次/百千米·年。

2.2.2 母線

截至2009年底，全省已投運(yùn)500 kV母線94條，全年未發(fā)生故障。

全省已投運(yùn)220 kV母線496條，全年共發(fā)生1次故障，故障為塘嶺變220 kV副母線兩相短路故障。故障率為0.20次/百條·年。

2.2.3 變壓器

截至2009年底，全省已投運(yùn)500 kV變壓器81臺，全年共發(fā)生1次故障，為玉環(huán)電廠1號主變高壓側(cè)出線門架A相瓷瓶閃絡(luò)接地故障。故障率為1.23次/百臺·年。

全省已投運(yùn)220 kV變壓器499臺，全年共發(fā)生5次故障，分別為：鎮(zhèn)海電廠3號高壓備變低壓側(cè)出線故障、飛云變1號主變35 kV側(cè)故障、灘坑電廠3號廠變高壓側(cè)接線內(nèi)部短路故障、里洋變2號主變110 kV側(cè)故障、緊水灘電廠2號主變110 kV側(cè)故障。故障率為1.0次/百臺·年。

2.2.4 發(fā)電機(jī)

截至2009年底，全省已投運(yùn)100 MW及以上發(fā)電機(jī)87臺，全年共發(fā)生4次故障，分別為：蕭山電廠3號發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)流變TA繞組斷線、蘭溪電廠3號發(fā)電機(jī)差動保護(hù)中性點(diǎn)側(cè)TA端子箱A相電纜故障、錢清電廠2號機(jī)定子接地故障、半山電廠1號發(fā)電機(jī)定子接地故障。故障率為4.6次/百臺·年。

3 2009年繼電保護(hù)運(yùn)行可靠性

3.1 保護(hù)裝置存在的主要問題

2009年浙江電網(wǎng)220 kV及以上繼電保護(hù)裝置共發(fā)生缺陷376條，其中：保護(hù)裝置本體缺陷為169條，占總?cè)毕荽螖?shù)的44.9%；線路縱聯(lián)保護(hù)通道及通道加工設(shè)備缺陷126條，占總?cè)毕荽螖?shù)的33.5%；二次回路及輔助繼電器缺陷19條，占總?cè)毕荽螖?shù)的5.1%；故障錄波器缺陷58次，占總?cè)毕荽螖?shù)的15.4%；其它缺陷4次，占總?cè)毕荽螖?shù)的1.1%。

圖1 2009年浙江電網(wǎng)繼電保護(hù)缺陷分類情況

從總體缺陷情況來看，主要存在以下幾個問題：

（1）高頻通道及其加工設(shè)備缺陷多。由于光纖保護(hù)的推廣應(yīng)用，與往年相比高頻通道缺陷占總?cè)毕荽螖?shù)的比率有所下降，但仍然占據(jù)較大比重。因線路不明原因干擾導(dǎo)致線路雙高頻同時告警的現(xiàn)象仍有發(fā)生。

（2）部分廠家的保護(hù)裝置缺陷比較集中，尤其是進(jìn)口保護(hù)裝置，缺陷頻繁且售后服務(wù)較差，已經(jīng)嚴(yán)重影響電網(wǎng)的正常運(yùn)行。如ABB公司的保護(hù)裝置曾發(fā)生家族性缺陷，但廠方一直沒有徹底的改進(jìn)措施；AREVA公司的LFZR保護(hù)裝置廠方已經(jīng)不提供備品備件。

（3）故障錄波器問題仍然較多，如部分廠家售后服務(wù)能力不足、錄波器后臺機(jī)受病毒感染嚴(yán)重、部分單位對故障錄波器缺陷處理不及時等。

（4）第一代微機(jī)保護(hù)裝置（如WXB-11C、LFP-900）缺陷率較高，需要加快保護(hù)改造。

3.2 保護(hù)裝置本體故障情況

截至2009年底，220 kV及以上保護(hù)裝置共7 672臺，故障169次，保護(hù)裝置故障率為2.20次/百臺·年。其中：變壓器保護(hù)裝置共1 283臺，故障32次，故障率為2.49次/百臺·年；母線保護(hù)裝置共485臺，故障12次，故障率為2.47次/百臺·年；線路保護(hù)裝置共2 975臺，故障87次，故障率為2.92次/百臺·年；斷路器保護(hù)裝置共1 699臺，故障32次，故障率為1.88次/百臺·年；充電解列保護(hù)裝置共378臺，故障1次，故障率為0.27次/百臺·年；其他保護(hù)裝置共852臺，故障5次，故障率為0.59次/百臺·年。

故障錄波器598臺，故障58次，故障率為9.70次/百臺·年；信號傳輸裝置故障62次。

2009年各保護(hù)裝置制造廠家220 kV及以上系統(tǒng)全部保護(hù)裝置缺陷率情況見圖2。

圖2 各生產(chǎn)廠家全部保護(hù)裝置缺陷率

從各類保護(hù)的運(yùn)行情況看，220 kV保護(hù)裝置運(yùn)行情況較為良好，而500 kV保護(hù) （特別是進(jìn)口保護(hù)）由于管理不力、售后服務(wù)力量薄弱，運(yùn)行狀況堪憂。

第一代微機(jī)保護(hù)裝置的缺陷率明顯高于其他保護(hù)裝置，國電南自的WXB線路保護(hù)裝置缺陷率為15.87%（國電南自全部保護(hù)缺陷率為4.12%、線路保護(hù)缺陷率為6.03%），南瑞繼保的LFP系列線路保護(hù)裝置缺陷率為7.43%（南瑞繼保全部保護(hù)缺陷率為1.29%、線路保護(hù)缺陷率為1.71%）。究其原因主要是保護(hù)裝置已經(jīng)到達(dá)或接近其設(shè)計運(yùn)行年限，需要對其加快進(jìn)行改造。

3.3 縱聯(lián)保護(hù)通道及通道加工設(shè)備故障情況

2009年全省共發(fā)生縱聯(lián)保護(hù)通道及通道加工設(shè)備缺陷126次，其中光纖通道缺陷20次，占15.9%；高頻通道缺陷106次，占84.1%。相比光纖保護(hù)，高頻保護(hù)抗干擾性較差，極易受到天氣、運(yùn)行方式及外部干擾信號的影響。特別是在2008年初的冰雪災(zāi)害中，高頻保護(hù)通道頻繁告警，甚至出現(xiàn)同一線路的2套高頻保護(hù)因衰減率過大而同時中斷的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

收發(fā)信機(jī)及保護(hù)信號轉(zhuǎn)換裝置缺陷62次，占縱聯(lián)保護(hù)通道及通道加工設(shè)備總?cè)毕莸?9.2%。其中南瑞繼保LFX-912收發(fā)信機(jī)故障60次，CSY-102故障2次。

3.4 故障錄波器故障情況

2009年故障錄波器共發(fā)生缺陷58次，其中深圳雙合SH-2000C缺陷12次，南京銀山Y(jié)S-8/89A缺陷8次，中恒博瑞B(yǎng)R-WGL-102缺陷5次，北京萊姆BEN-5000缺陷4次，哈德威IDM缺陷8次，國電武儀WGL錄波器故障11次，南京能發(fā)RFW-200缺陷1次，中元華電ZH-1故障3次，成都府河FH-3000故障1次，北京電研BEN5000故障2次，上海涌能YS89A故障2次，南瑞繼保PCS996故障1次，因設(shè)置不良造成故障錄波器缺陷3次。

4 總體評價

4.1 運(yùn)行情況總體評價

2009年，通過提高繼電保護(hù)的裝備水平、技術(shù)水平，積極推進(jìn)繼電保護(hù)狀態(tài)檢修，加強(qiáng)全過程、全方位管理，浙江電網(wǎng)繼電保護(hù)的運(yùn)行水平不斷提高，全部保護(hù)裝置的正確動作率繼續(xù)保持100%。2009年全省繼電保護(hù)總體運(yùn)行情況良好，有效地抵御了雷電、臺風(fēng)、大霧等自然災(zāi)害，切實保證了整個浙江電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4.2 設(shè)備情況總體評價

2009年，浙江電網(wǎng)建設(shè)繼續(xù)保持快速發(fā)展，大量新設(shè)備投入運(yùn)行，技術(shù)改造力度不斷加強(qiáng)。電網(wǎng)的快速發(fā)展，促進(jìn)了繼電保護(hù)技術(shù)水平的不斷提高。新建工程中均采用技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量可靠的微機(jī)保護(hù)裝置；同時，省電力公司積極采取有效措施，加大技改資金投入力度，加快了老舊繼電保護(hù)設(shè)備的更新改造步伐。隨著電網(wǎng)的發(fā)展和繼電保護(hù)技術(shù)改造的大力投入，2009年浙江電網(wǎng)繼電保護(hù)設(shè)備總體水平不斷提高：全省220 kV及以上繼電保護(hù)裝置的微機(jī)化率、雙重化率進(jìn)一步提高，220 kV及以上線路保護(hù)的光纖化率顯著提高，主保護(hù)缺陷率進(jìn)一步下降，有效地增強(qiáng)了電網(wǎng)抵御自然災(zāi)害、抵御事故沖擊的能力?？偨Y(jié)2009年繼電保護(hù)設(shè)備情況，有以下幾個特點(diǎn)：

（1）繼電保護(hù)裝置數(shù)量快速增長。2009年浙江電網(wǎng)220 kV及以上系統(tǒng)投產(chǎn)的繼電保護(hù)裝置達(dá)到1 035臺，占全部裝置數(shù)量的14.31%。

（2）設(shè)備技術(shù)水平穩(wěn)步提高。微機(jī)保護(hù)在電網(wǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用，新建和技改的保護(hù)設(shè)備均已采用微機(jī)保護(hù)。

（3）國內(nèi)廠家生產(chǎn)的繼電保護(hù)產(chǎn)品在浙江電網(wǎng)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。220 kV系統(tǒng)國產(chǎn)保護(hù)已經(jīng)達(dá)到98.2%，500 kV系統(tǒng)中國產(chǎn)保護(hù)的比率穩(wěn)步提升。

（4）光纖通道得到廣泛應(yīng)用。2009年220 kV及以上系統(tǒng)線路縱聯(lián)保護(hù)采用光纖通道的占61.%，尤其是500 kV系統(tǒng)中光纖通道已占絕對優(yōu)勢，達(dá)到92.23%，而220 kV系統(tǒng)中光纖保護(hù)也已占據(jù)主導(dǎo)地位。

（5）設(shè)備總體情況良好。2009年浙江電網(wǎng)處于設(shè)備有效壽命周期范圍的保護(hù)裝置占95%以上，繼電保護(hù)裝置本體設(shè)備缺陷率繼續(xù)保持較低水平，運(yùn)行情況穩(wěn)定。

4.3 存在問題及對策

（1）我省繼電保護(hù)現(xiàn)場作業(yè)中仍然存在較大的安全隱患，需要加強(qiáng)現(xiàn)場作業(yè)管理，嚴(yán)格按照現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)要求，采取相應(yīng)安全措施，特別是加強(qiáng)重點(diǎn)工程的安全監(jiān)護(hù)工作，有效防止人員“三誤”事故。

（2）全省保護(hù)裝備發(fā)展程度并不平衡，部分單位仍有電磁型220 kV主變保護(hù)、母聯(lián)充電保護(hù)在運(yùn)行，全省220 kV母線保護(hù)雙重化率僅18.8%，還有個別500 kV變電所的220 kV母線保護(hù)仍為單套配置；第一代微機(jī)型線路保護(hù)裝置（WXB、LFP系列）已達(dá)到或接近其設(shè)計的運(yùn)行年限，逐步暴露出一些影響電網(wǎng)安全運(yùn)行的苗頭。因此需要盡快更換超期服役的保護(hù)裝置，進(jìn)一步提升繼電保護(hù)裝備水平。

（3）部分廠家的保護(hù)裝置集中出現(xiàn)家族性缺陷，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的正常運(yùn)行。需要加強(qiáng)繼電保護(hù)備品備件管理，尤其應(yīng)保證重點(diǎn)廠站、重點(diǎn)設(shè)備易損備品備件的數(shù)量，確保能夠提供充足的備品備件，滿足消缺需要，并進(jìn)一步提高缺陷處理響應(yīng)速度；同時需加強(qiáng)缺陷分析，及早發(fā)現(xiàn)家族性缺陷的苗頭。

（4）各單位繼電保護(hù)設(shè)備臺帳管理水平和設(shè)備分析工作開展不平衡，保護(hù)設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不夠完備，數(shù)據(jù)填報的完整性、準(zhǔn)確性、及時性亟待加強(qiáng)；同時，各單位還需及時進(jìn)行繼電保護(hù)設(shè)備分析、運(yùn)行分析和狀態(tài)評估，完善動作統(tǒng)計分析，切實做到設(shè)備管理規(guī)范化、運(yùn)行分析精細(xì)化。