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摘 要:在电力系统中,各种类型的、大量的电气设备通过电气线路紧密地联结在一起。继电保护作为电力系统的安全有效运行保护措施,是其中最主要,最有效的方式。对电力系统的安全稳定运行起着极为重要的作用。本文主要对继电保护事故的种类进行了分析,探讨了在新形势下继电保护存在的问题及对策。
关键词:继电保护;事故处理;检查
1. 继电保护对电力系统的作用和意义
随着电力系统的高速发展和计算机技术,通讯技术的进步,继电保护向着计 算机化、网络化,保护、测量、控制、数据通信一体化和人工智能化方向进一步快速发展。与此同时越来越多的新技术、新理论将应用于继电保护领域,这要求 我们继电保护工作者不断求学、探索和进取,达到提高供电可靠性的目的,保障电 网安全稳定运行。常规继电保护的整定值是通过离线计算获得,而且在运行中保持不变,不能很好满足电力系统的运行方式和故障类型变化的要求,从而不同程度地降低了继电保护性能的发挥。自适应继电保护系统能根据电力系统运行方式变化信息和故障类型信息实时改变保护性能、特性或定值,使得继电保护系统处于最佳运行状态、更充分地发挥其性能,以提高继电保护系统的选择性、速动性、可靠性和灵敏性。
2. 电力系统继电保护装置的基本要求
继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求:这四“性” 之间紧密联系,既矛盾又统一。
2.1 动作选择性。指首先由故障設备或线路本身的保护切除故障,当故障设 备或线路本身的保护或断路器拒动时,才允许由相邻设备保护、线路保护或断路 器失灵保护来切除故障。上、下级电网(包括同级)继电保护之间的整定,应遵 循逐级配合的原则, 以保证电网发生故障时有选择性地切除故障。切断系统中的 故障部分,而其它非故障部分仍然继续供电。
2.2 动作速动性。指保护装置应尽快切除短路故障,其目的是提高系统稳定 性,减轻故障设备和线路的损坏程度,缩小故障波及范围,提高自动重合闸和备 用设备自动投入的效果。
2.3 动作灵敏性。指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时,保护 装置应具有必要的灵敏系数(规程中有具体规定) 。通过继电保护的整定值来实 现。整定值的校验一般一年进行一次。
2.4 动作可靠性。指继电保护装置在保护范围内该动作时应可靠动作,在正 常运行状态时,不该动作时应可靠不动作。任何电力设备(线路、母线、变压器 等) 都不允许在无继电保护的状态下运行,可靠性是对继电保护装置性能的最根 本的要求。
3. 继电保护事故的种类
3.1定值问题:①整定计算的误差②人为整定错误⑧装置定值的漂移a元器件老化及损坏b温度与湿度的影响c定值漂移问题
3.2电源问题:①逆变稳压电源问题a纹波系数过高b输出功率不足或稳定性差;②直流熔丝的配置问题;③带直流电源操作插件
3.3 TA饱和问题:作为继电保护测量TA对二次系统的运行起关键作用,随着系统短路电流急剧增加,在中低压系统中电流互感器的饱和问题日益突出,已影响到继电保护装置动作的正确性。现场因馈线保护因电流互感器饱和而拒动,主变后备保护越跳主变三侧开关的事故时有发生。由于数字式继电器采用微型计算机实现,其主要工作电源仅有5V左右,数据采集部分的有效电平范围也仅有10V左右,因此能有效处理的信号范围更小,电流互感器的饱和对数字式继电器的影响将更大。①对辅助判据的影响;②对基于工频分量算法的影响;③对不同的数据采集方法的影响;④防止TA饱和的方法与对策。
3.4抗干扰问题:运行经验表明微机保护的抗干扰性能较差,对讲机和其他无线通讯设备在保护屏附近的使用会导致一些逻辑元件误动作。现场曾发生过电焊机在进行氢弧焊接时,高频信号感应到保护电缆上使微机保护误跳闸的事故发生。新安装、基建、技改都要严格执行有关反事故技术措施。尽可能避免操作干扰、冲击负荷干扰、直流回路接地干扰等问题的发生。
3.5保护性能问题:保护性能问题主要包括两方面,即装置的功能和特性缺陷。有些保护装置在投入直流电源时出现误动;高频闭锁保护存在频拍现象时会误动;有些微机保护的动态特性偏离静态特性很远也会导致动作结果的错误。在事故分析时应充分考虑到上述两者性能之间的偏差。
3.6插件绝缘问题:微机保护装置的集成度高,布线紧密。长期运行后,由于静电作用使插件的接线焊点周围聚集大量静电尘埃,在外界条件允许时,两焊点之间形成了导电通道,从而引起装置故障或者事故的发生。
3.7高频收发信机问题:在220 kV线路保护运行中,属于收发信机问题仍然是造成纵联保护不正确动作的主要因素,主要问题是元器件损坏、抗干扰性能差等,出问题的收发信机基本上都包括了目前各制造厂生产的收发信机。因此,收发信机的生产质量一定要重视起来。应注意校核继电保护通信设备(光纤、微波、载波)传输信号的可靠性和冗余度,防止因通信设备的问题而引起保护不正确动作。另外,高频保护的收发信机的不正常工作,也是高频保护不正确动作的原因之一。如:收发信机元件损坏,收发信机起动发信信号产生缺口,高频通道受强干扰误发信,收发信机故障,收发信机内连线错误,忘投收发信机电源,收发信机不能起到闭锁作用,区外故障时误动等。
4. 继电保护事故处理的思路
4.1正确充分利用微机提供的故障信息对经常发生的简单事故是容易排除的,但对少数故障仅凭经验是难以解决的,应采取正确的方法和步骤进行。
4.1.1正确对待人为事故:有些继电保护事故发生后,按照现场的信号指示无法找到故障原因,或者断路器跳闸后没有信号指示,无法界定是人为事故或是设备事故,这种情况的发生往往与工作人员的重视程度不够、措施不力、等原因造成。人为事故必须如实反映,以便分析和避免浪费时间。 4.1.2充分利用故障录波和时间记录:微机事件记录、故障录波图形、装置灯光显示信号是事故处理的重要依据,根据有用信息作出正确判断是解决问题的关键。若通过一、二次系统的全面检查发现一次系统故障使继电保护正确动作,则不存在继电保护事故处理的问题;若判断故障出在继电保护上,应尽量维持原状,做好记录,做出故障处理计划后再开展工作,以避免原始状况的破坏给事故处理带来不必要的麻烦。
4.2运用正确的检查方法
4.2.1逆序检查法:如果利用微机事件记录和故障录波不能在短时间内找到事故发生的根源時,应注意从事故发生的结果出发,一级一级往前查找,直到找到根源为止。这种方法常应用在保护出现误动时。
4.2.2顺序检查法:该方法是利用检验调试的手段来寻找故障的根源。按外部检查、绝缘检测、定值检查、电源性能测试、保护性能检查等顺序进行。这种方法主要应用于微机保护出现拒动或者逻辑出现问题的事故处理中。
4.2.3运用整组试验法:此方法的主要目的是检查保护装置的动作逻辑、动作时间是否正常,往往可以用很短的时间再现故障,并判明问题的根源。如出现异常,再结合其他方法进行检查。
4.3事故处理的注意事项
4.3.1对试验电源的要求在进行微机保护试验事要求使用单独的供电电源,并核实用电试验电源是否满足三相为正序和对称的电压,并检查其正弦波及中性线是否良好,电源容量是否足够等要素。
4.3.2对仪器仪表的要求万用表、电压表、示波器等取电压信号的仪器必须选用具有高输入阻抗者。继电保护测试仪、移相器、三相调压器应注意其性能稳定。
5. 如何提高继电保护技术
掌握和了解继电保护故障和事故处理的基本类型和思路是提高继电保护故障和事故处理水平的重要条件,同时加强下述技巧。
5.1替代法。该方法是指用规格相同、功能相同、性能良好的插件或元件替代被怀疑而不便测量的插件或元件。
5.2对比法。该方法是将故障装置的各种参数或以前的检验报告进行比较,差别较大的部位就是故障点。
5.3模拟检查法。该方法是指在良好的装置上根据原理图(一般由厂家配合)对其部位进行脱焊、开路或改变相应元件参数,观察装置有无相同的故障现象出现,若有相同的故障现象出现,则故障部位或损坏的元件被确认。
关键词:继电保护;事故处理;检查
1. 继电保护对电力系统的作用和意义
随着电力系统的高速发展和计算机技术,通讯技术的进步,继电保护向着计 算机化、网络化,保护、测量、控制、数据通信一体化和人工智能化方向进一步快速发展。与此同时越来越多的新技术、新理论将应用于继电保护领域,这要求 我们继电保护工作者不断求学、探索和进取,达到提高供电可靠性的目的,保障电 网安全稳定运行。常规继电保护的整定值是通过离线计算获得,而且在运行中保持不变,不能很好满足电力系统的运行方式和故障类型变化的要求,从而不同程度地降低了继电保护性能的发挥。自适应继电保护系统能根据电力系统运行方式变化信息和故障类型信息实时改变保护性能、特性或定值,使得继电保护系统处于最佳运行状态、更充分地发挥其性能,以提高继电保护系统的选择性、速动性、可靠性和灵敏性。
2. 电力系统继电保护装置的基本要求
继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求:这四“性” 之间紧密联系,既矛盾又统一。
2.1 动作选择性。指首先由故障設备或线路本身的保护切除故障,当故障设 备或线路本身的保护或断路器拒动时,才允许由相邻设备保护、线路保护或断路 器失灵保护来切除故障。上、下级电网(包括同级)继电保护之间的整定,应遵 循逐级配合的原则, 以保证电网发生故障时有选择性地切除故障。切断系统中的 故障部分,而其它非故障部分仍然继续供电。
2.2 动作速动性。指保护装置应尽快切除短路故障,其目的是提高系统稳定 性,减轻故障设备和线路的损坏程度,缩小故障波及范围,提高自动重合闸和备 用设备自动投入的效果。
2.3 动作灵敏性。指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时,保护 装置应具有必要的灵敏系数(规程中有具体规定) 。通过继电保护的整定值来实 现。整定值的校验一般一年进行一次。
2.4 动作可靠性。指继电保护装置在保护范围内该动作时应可靠动作,在正 常运行状态时,不该动作时应可靠不动作。任何电力设备(线路、母线、变压器 等) 都不允许在无继电保护的状态下运行,可靠性是对继电保护装置性能的最根 本的要求。
3. 继电保护事故的种类
3.1定值问题:①整定计算的误差②人为整定错误⑧装置定值的漂移a元器件老化及损坏b温度与湿度的影响c定值漂移问题
3.2电源问题:①逆变稳压电源问题a纹波系数过高b输出功率不足或稳定性差;②直流熔丝的配置问题;③带直流电源操作插件
3.3 TA饱和问题:作为继电保护测量TA对二次系统的运行起关键作用,随着系统短路电流急剧增加,在中低压系统中电流互感器的饱和问题日益突出,已影响到继电保护装置动作的正确性。现场因馈线保护因电流互感器饱和而拒动,主变后备保护越跳主变三侧开关的事故时有发生。由于数字式继电器采用微型计算机实现,其主要工作电源仅有5V左右,数据采集部分的有效电平范围也仅有10V左右,因此能有效处理的信号范围更小,电流互感器的饱和对数字式继电器的影响将更大。①对辅助判据的影响;②对基于工频分量算法的影响;③对不同的数据采集方法的影响;④防止TA饱和的方法与对策。
3.4抗干扰问题:运行经验表明微机保护的抗干扰性能较差,对讲机和其他无线通讯设备在保护屏附近的使用会导致一些逻辑元件误动作。现场曾发生过电焊机在进行氢弧焊接时,高频信号感应到保护电缆上使微机保护误跳闸的事故发生。新安装、基建、技改都要严格执行有关反事故技术措施。尽可能避免操作干扰、冲击负荷干扰、直流回路接地干扰等问题的发生。
3.5保护性能问题:保护性能问题主要包括两方面,即装置的功能和特性缺陷。有些保护装置在投入直流电源时出现误动;高频闭锁保护存在频拍现象时会误动;有些微机保护的动态特性偏离静态特性很远也会导致动作结果的错误。在事故分析时应充分考虑到上述两者性能之间的偏差。
3.6插件绝缘问题:微机保护装置的集成度高,布线紧密。长期运行后,由于静电作用使插件的接线焊点周围聚集大量静电尘埃,在外界条件允许时,两焊点之间形成了导电通道,从而引起装置故障或者事故的发生。
3.7高频收发信机问题:在220 kV线路保护运行中,属于收发信机问题仍然是造成纵联保护不正确动作的主要因素,主要问题是元器件损坏、抗干扰性能差等,出问题的收发信机基本上都包括了目前各制造厂生产的收发信机。因此,收发信机的生产质量一定要重视起来。应注意校核继电保护通信设备(光纤、微波、载波)传输信号的可靠性和冗余度,防止因通信设备的问题而引起保护不正确动作。另外,高频保护的收发信机的不正常工作,也是高频保护不正确动作的原因之一。如:收发信机元件损坏,收发信机起动发信信号产生缺口,高频通道受强干扰误发信,收发信机故障,收发信机内连线错误,忘投收发信机电源,收发信机不能起到闭锁作用,区外故障时误动等。
4. 继电保护事故处理的思路
4.1正确充分利用微机提供的故障信息对经常发生的简单事故是容易排除的,但对少数故障仅凭经验是难以解决的,应采取正确的方法和步骤进行。
4.1.1正确对待人为事故:有些继电保护事故发生后,按照现场的信号指示无法找到故障原因,或者断路器跳闸后没有信号指示,无法界定是人为事故或是设备事故,这种情况的发生往往与工作人员的重视程度不够、措施不力、等原因造成。人为事故必须如实反映,以便分析和避免浪费时间。 4.1.2充分利用故障录波和时间记录:微机事件记录、故障录波图形、装置灯光显示信号是事故处理的重要依据,根据有用信息作出正确判断是解决问题的关键。若通过一、二次系统的全面检查发现一次系统故障使继电保护正确动作,则不存在继电保护事故处理的问题;若判断故障出在继电保护上,应尽量维持原状,做好记录,做出故障处理计划后再开展工作,以避免原始状况的破坏给事故处理带来不必要的麻烦。
4.2运用正确的检查方法
4.2.1逆序检查法:如果利用微机事件记录和故障录波不能在短时间内找到事故发生的根源時,应注意从事故发生的结果出发,一级一级往前查找,直到找到根源为止。这种方法常应用在保护出现误动时。
4.2.2顺序检查法:该方法是利用检验调试的手段来寻找故障的根源。按外部检查、绝缘检测、定值检查、电源性能测试、保护性能检查等顺序进行。这种方法主要应用于微机保护出现拒动或者逻辑出现问题的事故处理中。
4.2.3运用整组试验法:此方法的主要目的是检查保护装置的动作逻辑、动作时间是否正常,往往可以用很短的时间再现故障,并判明问题的根源。如出现异常,再结合其他方法进行检查。
4.3事故处理的注意事项
4.3.1对试验电源的要求在进行微机保护试验事要求使用单独的供电电源,并核实用电试验电源是否满足三相为正序和对称的电压,并检查其正弦波及中性线是否良好,电源容量是否足够等要素。
4.3.2对仪器仪表的要求万用表、电压表、示波器等取电压信号的仪器必须选用具有高输入阻抗者。继电保护测试仪、移相器、三相调压器应注意其性能稳定。
5. 如何提高继电保护技术
掌握和了解继电保护故障和事故处理的基本类型和思路是提高继电保护故障和事故处理水平的重要条件,同时加强下述技巧。
5.1替代法。该方法是指用规格相同、功能相同、性能良好的插件或元件替代被怀疑而不便测量的插件或元件。
5.2对比法。该方法是将故障装置的各种参数或以前的检验报告进行比较,差别较大的部位就是故障点。
5.3模拟检查法。该方法是指在良好的装置上根据原理图(一般由厂家配合)对其部位进行脱焊、开路或改变相应元件参数,观察装置有无相同的故障现象出现,若有相同的故障现象出现,则故障部位或损坏的元件被确认。