繼電保護裝置故障原因分析與解決策略

周磊 牛夢嬌 熊一衡

摘要：隨著社會經(jīng)濟和科學技術(shù)的發(fā)展，我國的電力行業(yè)也取得了長足的進步，尤其是高壓及特高壓輸電技術(shù)在全世界范圍內(nèi)都處于領(lǐng)先地位。繼電保護裝置是電網(wǎng)建設(shè)中常用到的一種設(shè)備，隨著行業(yè)的發(fā)展，繼電保護裝置也在不斷的更新?lián)Q代。但在當前的電網(wǎng)運行過程中，繼電保護裝置時不時的會出現(xiàn)誤動故障，該故障是電網(wǎng)運行過程中最常見的故障之一。不僅給人們的正常工作和生活帶了了巨大困擾，也給電網(wǎng)企業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟損失。文章結(jié)合過往經(jīng)驗及實際情況，對繼電保護誤動進行分析和研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：繼電保護;誤動;故障

繼電保護裝置在運行過程中出現(xiàn)誤動的情況已經(jīng)屢見不鮮，包括國家電網(wǎng)在內(nèi)的供電企業(yè)均受到繼電保護誤動的困擾。該故障不僅影響了繼電保護裝置的正常運行，而且給供電企業(yè)也帶來較沉重的經(jīng)濟負擔。以國家電網(wǎng)的體量和規(guī)模來講，哪怕誤動所造成的影響只有幾秒鐘，也會造成上百萬的損失，若是因為誤動導致其它設(shè)備的損壞，損失會更加嚴重。因此，解決繼電保護誤動故障，保證電網(wǎng)的正常運行已經(jīng)迫在眉睫。繼電保護裝置從結(jié)構(gòu)上來講還比較復(fù)雜，精密元器件和中子系統(tǒng)較多，要求工作人員在檢修時務(wù)必嚴謹細心，要對各個環(huán)節(jié)逐一檢查，確保繼電保護裝置內(nèi)部系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，使其更好地發(fā)揮出繼電保護的功能。

一、繼電保護裝置簡介

電網(wǎng)在運行過程中，有時會因為各種各樣的主觀及客觀因素而產(chǎn)生威脅，導致電網(wǎng)出現(xiàn)癱瘓或是故障。此時繼電保護裝置起到的作用就是向工作人員發(fā)出警告或是向斷路器發(fā)出跳閘命令，以終止威脅帶來更大的損失。根據(jù)電流保護原則，繼電保護裝置可以分為過電流保護裝置、電流速斷保護裝置、定時限過電流保護裝置、反時限過電流保護裝置以及無時限電流速斷裝置。繼電保護裝置的特點在于能夠單獨立運行，也能連接電腦運行，操作簡便，反應(yīng)靈敏，性價比也比較高。

隨著國家和社會對電網(wǎng)運行穩(wěn)定性的要求越來越高，傳統(tǒng)的繼電保護裝置已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代微機繼電保護的校驗工作，在這種情況下，微機電保護測試儀應(yīng)運而生。常見的微機電保護測試儀有兩種形式，一種使用的是傳統(tǒng)的OCL功放，體積較大，動態(tài)范圍狹窄，精確度不高;另一種使用的是數(shù)字功放，體積小，重量輕且精度高，是繼電保護裝置未來發(fā)展的主要形式和方向。

二、繼電保護裝置出現(xiàn)誤動故障的原因分析

根據(jù)各大電力企業(yè)對繼電保護裝置運行過程中出現(xiàn)的故障原因分析和研究，導致繼電保護裝置出現(xiàn)誤動的原因并非一個，而是多種因素綜合作用下的結(jié)果。

1、工作電源使用不當

無論任何裝置，都需要電源提供動力才能正常運行，繼電保護裝置也不例外。如果繼電保護裝置中的電源出現(xiàn)故障，則很容易導致繼電保護裝置出現(xiàn)誤動現(xiàn)象。部分供電企業(yè)為了節(jié)約成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，在采購電源時沒有嚴格審核產(chǎn)品來源以及生產(chǎn)廠家的相關(guān)資質(zhì)，只貪圖價格便宜，導致一些不合格的電源被投入使用，結(jié)果給企業(yè)造成更大的經(jīng)濟損失。沒有質(zhì)量保證的電源其工作性能也得不到保證，電流及電壓的起伏變化較大，會給繼電保護裝置的正常運行造成極大的影響。另外，質(zhì)量較差的電源通常紋波系數(shù)也比較高，不僅會縮短裝置的使用壽命，還會造成誤動故障，導致整個電網(wǎng)都沒法正常運行。

2、電流互感器接線方式錯誤

另一個導致繼電保護裝置出現(xiàn)誤動故障的原因就是電流互感器的接線方式錯誤。出現(xiàn)這一類錯誤基本上都是作業(yè)人員在接線過程中沒有認真負責的工作，再加上繼電保護裝置的線路十分復(fù)雜，稍不注意就會導致互感器的接線方式錯誤，進而對繼電保護裝置的運行造成影響。

3、外部及內(nèi)部干擾影響

繼電保護裝置在運行過程中受到的影響大體上可以分為兩個來源，一個是外部因素，一個是內(nèi)部因素。內(nèi)部因素的干擾主要來自于切換接觸點時所產(chǎn)生的高強頻電磁信號，外部因素的干擾則是因為浪涌電壓，這兩種情況都會造成繼電保護裝置的誤動故障，應(yīng)當引起工作人員的重視。

三、繼電保護裝置誤動故障實例分析

文章以某電力供應(yīng)企業(yè)的繼電保護裝置誤動故障為例，通過對故障現(xiàn)場及相關(guān)數(shù)據(jù)的分析，總結(jié)出了以下幾點導致誤動故障的原因：

1、啟備變參數(shù)

該電力供應(yīng)企業(yè)所使用的繼電保護裝置型號為LY2000數(shù)字式變壓器保護裝置，在0啟備情況下變額定容量為50000/30000-30000KVA，額定電流是2.4/2749.3-2749.3A，額定電壓是0±8×1.25%，6.3-6.3KV。

2、誤動故障出現(xiàn)經(jīng)過

該電力供應(yīng)企業(yè)0啟變2套設(shè)備以為繼電保護裝置的誤動故障而對電網(wǎng)的正常運行造成了嚴重影響，繼電保護裝置出現(xiàn)誤動故障時恰逢該區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)雷電天氣，該設(shè)備中的A、B柜出現(xiàn)了誤動動作，當繼電保護裝置出現(xiàn)誤動故障后，該電力供應(yīng)企業(yè)的工作人員對繼電保護裝置中的0啟備變進行了多次檢修，但均未發(fā)現(xiàn)任何故障。

3、出現(xiàn)誤動故障的原因分析

該電力供應(yīng)企業(yè)在誤動故障出現(xiàn)后召集多名專家進行了分析和研究，該過程使用的是廠家提供的故障錄波分析軟件，主要對流經(jīng)繼電保護裝置的所有電流進行了分析，并對各電流之間的差值進行了計算，發(fā)現(xiàn)流經(jīng)該繼電保護裝置的電流以基波電流為主，并且該電流中的諧波是不變的，并且存在三次以上的諧波，三相差流保持同向運動。在此基礎(chǔ)上得出以下結(jié)論：繼電保護裝置中A相相制的動電流為70.24A，相差流為0.236A;B相制的動電流為4.081A，相差流為3.203A;C相制的動電流為3.596A，相差流為3.374A。

通過對以上結(jié)論的分析，再加上對故障現(xiàn)場的實地勘察，發(fā)現(xiàn)繼電保護裝置是在雷擊瞬間出現(xiàn)了接地故障，原因在于0號啟備變高壓側(cè)在運行過程中受雷擊影響，導致一次中性點接地，但啟備變的低壓側(cè)不需要接地，因此電流只能從高壓側(cè)通過，導致了繼電保護裝置出現(xiàn)誤動故障。除了上述原因外，該電力供應(yīng)企業(yè)所選用的繼電保護裝置與實際需求不匹配也是導致誤動故障的主要原因之一，在這種情況下容易導致繼電保護裝置中的差動保護整定值變小，在雷擊時的抵抗力變?nèi)?，使差流變大，從而影響到裝置中各個環(huán)節(jié)運行的穩(wěn)定性。

四、避免出現(xiàn)繼電保護裝置誤動故障的主要策略

1、建立健全的繼電保護管理機制

有效的繼電保護管理機制能夠有效防止裝置出現(xiàn)誤動故障，它能夠避免絕大部分導致誤動故障的因素出現(xiàn)。首先，該機制要能夠?qū)ぷ魅藛T起到約束作用，能夠及時制止違反規(guī)定的操作和行為;另外，健全的繼電保護管理機制能夠?qū)⒇熑蚊鞔_到個人，防止誤動故障發(fā)生時出現(xiàn)相互推諉的情況，在機制的管理下相關(guān)的工作人員能夠以較高的要求規(guī)范自身行為，養(yǎng)成良好的工作習慣，避免誤動故障的發(fā)生。

2、制定完善的工作計劃

繼電保護裝置在長時間的運行下很容易出現(xiàn)零件老化的現(xiàn)象，進而對整體運行造成影響，因此要制定完善的工作計劃，明確規(guī)定對繼電保護裝置的檢修時間及檢修范圍，對于檢修過程中發(fā)現(xiàn)的零件老化問題要及時進行更換，如更換無效就要考慮更換整個繼電保護裝置，堅決不能有“勉強湊合能用”這種思想，同時積極引進國內(nèi)外的先進設(shè)備，提高繼電保護裝置的工作效率，防止出現(xiàn)誤動故障。

五、結(jié)束語

繼電保護裝置出現(xiàn)誤動故障并不是一種因素造成的，通常情況下是多種因素綜合作用的結(jié)果，因此要認真分析故障的起因、經(jīng)過和結(jié)果，爭取找到所有的因素一并排除，確保繼電保護裝置的長久運行。另外，還要建立有效的繼電保護裝置管理機制，制定完善的工作計劃，促進我國電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]孫毅力，孫毅敏.電力設(shè)備繼電保護故障原因分析及技術(shù)處理[J].黑龍江科學，2014，5（9）：267-267.

[2]吳金珠.電力系統(tǒng)繼電保護故障分析與處理措施探究[J].現(xiàn)代信息科技，2019（12）.

[3]曾枝.10kV配電系統(tǒng)繼電保護存在的問題及應(yīng)對措施探析[J].通訊世界，2018（9）.