電力系統(tǒng)繼電保護(hù)不穩(wěn)定的原因分析及事故處理對策

鄭建農(nóng)

（中國華能集團(tuán)有限公司，北京 100031）

繼電保護(hù)是現(xiàn)代化電力系統(tǒng)的核心結(jié)構(gòu)，起到了維修和保護(hù)電力系統(tǒng)的作用，在電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)逐漸復(fù)雜的形勢下，繼電保護(hù)工作量也在加大，維修人員需要加大對繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用力度。針對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置故障，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)日常故障原因的分析和總結(jié)，不斷地完善繼電保護(hù)的措施。在故障分析和處理的過程中，采取科學(xué)的方法，提高故障處理效率。在日常工作中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對繼電保護(hù)裝置的分類，做好故障統(tǒng)計，針對性的維護(hù)，掌握繼電保護(hù)設(shè)備的工作規(guī)律，提高故障的處理水平。

1 繼電保護(hù)意義

完善的繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)條件，繼電保護(hù)工作能夠通過專門的功能性設(shè)備及時切除電力系統(tǒng)中的故障設(shè)備，以此來實現(xiàn)對電力系統(tǒng)故障現(xiàn)象的良好控制，避免故障的擴(kuò)大和蔓延。在安裝了繼電保護(hù)裝置后，電力系統(tǒng)和故障現(xiàn)象大幅度的減少。另外，在現(xiàn)代化電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)是其中最為重要的子系統(tǒng)，其運行水平和保護(hù)效率，直接關(guān)系到了電力系統(tǒng)的運行質(zhì)量和安全程度。

2 繼電保護(hù)不穩(wěn)定的干擾因素

2.1 雷擊干擾

雷擊閃電是繼電保護(hù)中遇到的問題之一，嚴(yán)重阻礙繼電保護(hù)工作，是變電站二次設(shè)備和相應(yīng)電路受干擾的主要原因。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在閃電發(fā)生時，閃電通道內(nèi)將通過幅度巨大的電流，閃電沖擊波可以在其內(nèi)部總線傳輸，通過避雷針入地。與此同時，變電站的雷電流將通過一次設(shè)備注入到地面電網(wǎng)中，由于在電網(wǎng)電位和不同點之間可能存在的瞬態(tài)阻抗差異，導(dǎo)致電流干擾屏蔽電路，降低了保護(hù)裝置的運行可靠性。

2.2 接地故障造成的工頻干擾

電力系統(tǒng)中接地故障是一種常見的故障，它會導(dǎo)致工頻干擾，如果在變壓器中性點直接接地的變電站發(fā)生接地故障，故障產(chǎn)生的障礙電流將直接經(jīng)過變壓器的中性點流入地網(wǎng)。因為地網(wǎng)存在的阻抗作用，障礙電流經(jīng)過架空地線和大地回流到故障地點，地網(wǎng)的電位就會明顯高于大地電位，并且在電纜屏蔽層感應(yīng)出工頻電流，同時，還會在地網(wǎng)的不同點出現(xiàn)電位差，從而使屏蔽回路被干擾。當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)的地電位與大地電位差較大時，受高頻保護(hù)的通信系統(tǒng)就會受到嚴(yán)重干擾，發(fā)生高頻電纜屏蔽層被燒壞的現(xiàn)象。

2.3 靜電放電的干擾

日常的靜電放電很容易干擾繼電保護(hù)的工作，如果員工身上因為摩擦產(chǎn)生高電壓，觸及保護(hù)裝置，該裝置的放電電壓會達(dá)到上千伏，將損壞防護(hù)裝置。當(dāng)帶有靜電的防護(hù)人員在保護(hù)裝置周圍放電時將損壞設(shè)備?？梢哉f，靜電放電同樣也是保護(hù)裝置的干擾源之一。

2.4 輻射干擾

繼電保護(hù)的工作環(huán)境會有很多的輻射，這些輻射信號可以對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)造成干擾。當(dāng)今，一個移動通信工具就會造成混合弱磁場的電子電路的輻射和磁場的變化。這種變化混合到弱電回路中，回路將感應(yīng)到高頻電，影響繼電保護(hù)裝置工作。

3 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)不穩(wěn)定的原因分析

在電力系統(tǒng)中，一旦設(shè)備產(chǎn)生故障，繼電保護(hù)裝置就能夠在短時間內(nèi)做出反應(yīng)。為了防止相鄰原件損壞，就會根據(jù)故障進(jìn)行自動的選擇和判斷，對故障元件有選擇性的發(fā)送指令，切斷電路。系統(tǒng)中如果部分元件受到影響被迫停止運行，相關(guān)工作人員可以根據(jù)系統(tǒng)發(fā)出的警報信息及時找到故障元件，尋求合理措施予以解決，確保電力系統(tǒng)可以安全穩(wěn)定運行。故此，就電力系統(tǒng)繼電保護(hù)不穩(wěn)定的原因來看，主要表現(xiàn)在以下兩個方面。

3.1 硬件問題

電力系統(tǒng)運行中，繼電保護(hù)裝置中的絕緣裝置、數(shù)據(jù)模塊、斷路器和通信設(shè)備均屬于硬件設(shè)備范疇。如果繼電保護(hù)系統(tǒng)運行出現(xiàn)數(shù)據(jù)模塊故障，數(shù)據(jù)信息顯示錯誤，在錯誤信息指令下，繼電保護(hù)裝置可能出現(xiàn)錯誤動作，進(jìn)而導(dǎo)致電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題，無法安全穩(wěn)定運行。如果電力系統(tǒng)繼電保護(hù)二次回路絕緣器件老化，可能影響到繼電保護(hù)裝置的絕緣性能，無法充分發(fā)揮繼電保護(hù)裝置原有功能。斷路器是電力系統(tǒng)中的核心元器件，如果器件老化，安全性和可靠性將受到影響，使繼電保護(hù)系統(tǒng)無法安全穩(wěn)定運行。

3.2 軟件問題

計算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置科技含量不斷提升，相應(yīng)得到了應(yīng)有的程序設(shè)計。這些程序?qū)τ陔娏ο到y(tǒng)安全穩(wěn)定運行具有重要的作用，直接控制繼電保護(hù)裝置做出反應(yīng)。如果繼電保護(hù)軟件運行中出現(xiàn)程序錯誤，在后續(xù)繼電保護(hù)系統(tǒng)運行中可能出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，制約保護(hù)功能發(fā)揮。從當(dāng)前繼電保護(hù)系統(tǒng)軟件來看，存在需求分析不準(zhǔn)確、編碼錯誤和軟件機(jī)構(gòu)設(shè)計不完善的問題，嚴(yán)重影響著繼電保護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

4 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)不穩(wěn)定事故的處理對策

4.1 故障信息收集和分析

電力系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定事故后，應(yīng)該借助計算機(jī)系統(tǒng)將數(shù)據(jù)信息收集和記錄下來。由于系統(tǒng)故障，故障錄波圖是主要的參考指標(biāo)，應(yīng)收集此類信息進(jìn)行分析，判斷故障類型，有針對性選擇措施予以解決，確保電力系統(tǒng)可以安全穩(wěn)定運行。繼電保護(hù)系統(tǒng)和故障信息處理系統(tǒng)之間聯(lián)系較為密切，存在多個模塊聯(lián)系，主站收集事故信息，實時監(jiān)控圖形平臺，將收集得到的故障信息歸檔存儲。如果繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，相關(guān)工作人員應(yīng)該及時做出反應(yīng)，將故障問題上報給相關(guān)部門和負(fù)責(zé)人員，報告中應(yīng)該包括故障錄波形態(tài)、繼電保護(hù)動作、跳閘動作時間等信息，確保管理人員可以獲得充分、可靠的信息，在此基礎(chǔ)上做出準(zhǔn)確的判斷和決策。

4.2 人為因素故障處理

計算機(jī)系統(tǒng)可以自動化排除大部分故障問題，在這個過程中要求工作人員具備豐富的故障處理經(jīng)驗和專業(yè)能力。一旦發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)系統(tǒng)故障，但是斷路器跳閘并未自動規(guī)劃運作提示，難以準(zhǔn)確判斷事故類型，可以通過正確檢修方法對繼電保護(hù)系統(tǒng)運行情況進(jìn)行全方位評估，如果是操作失誤可以尋求合理措施予以解決。與此同時，計算機(jī)系統(tǒng)可以實時監(jiān)控繼電保護(hù)裝置運行狀態(tài)，配合故障燈光顯示信號，為工作人員提供正確的事故記錄和錄波圖，尋求合理措施予以解決。

4.3 提高檢修方式的規(guī)范程度

在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置事故處理中，經(jīng)常應(yīng)用的故障檢測方式有整組實驗法、順序檢查法、逆序檢查法，其中整組實驗法可以檢測繼電保護(hù)裝置邏輯性的準(zhǔn)確程度，即此檢查方式可以檢查繼電保護(hù)裝置的保護(hù)設(shè)置時間和設(shè)置動作的邏輯性，進(jìn)而判斷和查找出電力系統(tǒng)中的問題。順序檢查方式檢查故障主要通過檢驗和調(diào)試操作，具體的檢查順序是絕緣裝置、保護(hù)裝置、設(shè)備外部結(jié)構(gòu)、輸入的定值，該方式主要被應(yīng)用在微機(jī)保護(hù)邏輯故障的查找和分析。逆序檢查方式主要應(yīng)用在故障無法被清晰和準(zhǔn)確判斷的情況下，此時，維護(hù)人員和檢修人員可以以故障的結(jié)果和表現(xiàn)形式作為檢查和分析故障原因的切入點，檢查方式是由后向前逆順序檢查，此檢查方式主要應(yīng)用在繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)錯誤動作的情況下。另外，維修人員需要提高繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。首先，維修人員需要做好對繼電保護(hù)裝置的質(zhì)量審核工作，加大對設(shè)備保護(hù)和安裝工作的監(jiān)管力度，挑選應(yīng)用質(zhì)量較好且使用壽命較長的設(shè)備。其次，需要提高繼電保護(hù)裝置的抗干擾能力，通過安裝變壓器、設(shè)置接地裝置、增設(shè)閉鎖線路的方式來改善繼電保護(hù)裝置的性能。

4.4 選擇合理的檢查方式

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)運行中，應(yīng)該定期進(jìn)行維護(hù)和檢修，主要通過順序檢查法和整組試驗法開展工作。順利檢查法主要是根據(jù)設(shè)備調(diào)試順序進(jìn)行檢查。外部檢查、絕緣檢查后，進(jìn)行定值檢查和電源性能測試，判斷系統(tǒng)的保護(hù)性能。整組試驗法則是檢查電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的邏輯動作和動作時間，從而快速判斷故障類型和故障位置，尋求合理措施予以解決。此外，還要從日常工作著手，注重連接件機(jī)械特性的維護(hù)和管理，檢查器件連接牢固程度和焊接情況，及時解決故障問題。

5 結(jié)語

電力事業(yè)建設(shè)和發(fā)展中，電網(wǎng)規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，電力系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，如何能夠在滿足社會用電需求同時，保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，提升供電服務(wù)質(zhì)量成為當(dāng)前首要任務(wù)。為了實現(xiàn)這一任務(wù)，需要對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)不穩(wěn)定問題有效分析和解決，優(yōu)化繼電保護(hù)裝置，借助現(xiàn)代化技術(shù)解決電力系統(tǒng)故障問題，可以及時切除故障設(shè)備，避免相鄰電力設(shè)備受到不良影響，降低安全事故出現(xiàn)，提升供電服務(wù)質(zhì)量。