硅谷杂志：220kV继电保护事故分析与对策 |
| 2012-11-21 08:33 作者：陈金祥 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网11月21日文】据《硅谷》杂志2012年第17期刊文称，重点介绍220kV电网系统继电保护的工作原理，并详细分析导致继电保护事故的原因，最后提出相应的事故预防和处理措施，对220kV电网管理与维护具有一定的指导意义。
0引言
近年来，随着我国电网规模不断扩大、电压等级不断提高，对电力系统的稳定运行提出了更高的要求。220kV电网作为我国重要的电力运输网络，在电力输送方面起着重要的作用，而继电保护作为电力系统的重要组成部分，其工作状态的好坏将会影响电力系统的稳定性。如果继电保护装置出现故障，对电力系统有着不可避免的影响，因此本文在介绍继电保护工作原理的基础上，分析了继电保护可能的事故原因，并提出了相应的处理措施，为系统检修维护提供重要帮助。
1继电保护工作原理
当电力系统发生故障时，总会伴随着电流增大、电压降低以及电流和电压之间的相位角等发生变化的现象，利用这些变化量来识别系统处于正常、故障等工作状态，从而实现相应的保护措施。继电保护装置是实现系统保护的硬件设施，也是保证供电系统安全可靠供电的基础，在电力系统安全运行中担当着重要角色，它能监控系统的各种运行状态，并在故障发生后能及时地有选择性地切除故障。继电保护装置由测量部分、逻辑部分和执行部分等组成，如图1所示，各部分功能如下：
图1继电保护装置原理框图
1）测量部分
测量电路完成测量从被保护对象输入的有关电气量，并与已给定的整定值进行比较，根据比较的结果，判断保护是否应该启动的部件。
2）逻辑部分
逻辑部分是根据测量部分输出量的大小、性质、输出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合，使保护装置按一定的布尔逻辑及时序逻辑关系工作，最后确定是否应该使断路器跳闸或发出信号，并将有关命令传给执行部分的部件。
3）执行部分
执行部分是根据逻辑部分传送的信号，最后完成保护装置所担负的对外操作的任务的部件。如检测到故障时，发出动作信号驱动断路器跳闸；在不正常运行时发出告警信号；在正常运行时，不产生动作信号。
继电保护装置为了完成它的任务，必须在技术上满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个基本要求：
1）选择性。当电力系统中的设备或线路发生短路时，其继电保护仅将故障的设备或线路从电力系统中切除，当故障设备或线路的保护或断路器拒绝动作时，应由相邻设备或线路的保护装置将故障切除。
2）速动性。继电保护装置应能尽快地切除故障，对提高电力系统运行的可靠性具有重大的意义。
3）灵敏性。电气设备或线路在被保护范围内发生短路故障或不正常运行情况时，保护装置的反映能力。
4）可靠性。在保护范围内发生的故障该保护应该动作时，不应该由于它本身的缺陷而拒绝动作；而在不属于它动作的任何情况下，则应该可靠不动作。
2220kV电网继电保护事故分析
220kV继电保护的主要任务是：对220kV电网进行监视各设备的实际运行情况，能准确的为工作人员提供可靠的数据；当220kV电网系统出现故障后，继电保护装置能迅速隔离故障部分，防止事故扩大；当220kV电网系统工作异常时，继电保护装置能及时向值班人员发出报警信息，保证能快速处理异常问题。
由于我国输电系统复杂，220kV电网跨越区域广大，覆盖范围广阔，因此220kV电网容易受外部自然环境及人为因素的影响而发生故障，引发的故障主要是继电保护的拒动和误动，从而影响保护的速动性和可靠性。拒动是指在电力系统出现故障后，继电保护装置没用动作，没能及时的发出报警或切除故障线路或设备，失去其保护能力，没有有效的保证电力系统的安全稳定工作。误动是指在电力系统正常工作的时候，没有发生任何故障，而继电保护装置发出错误的故障报警或保护动作信号，导致电力系统健壮性变差。这两种问题在电力系统稳定性设计时尽量避免，但是由于各种原因，近年来，国内电网中由于继电保护的误动、拒动事故引起的大面积停电事故时有发生，为电力系统安全可靠运行带来巨大危害，可能会损坏设备或系统运行的稳定性，严重情况下将会产生巨大经济损失，因此防止继电保护不正确动作，提高继电保护动作的准确度，是继电保护设计、维护人员面临的共同问题。
220kV电网继电保护导致事故原因有：
1）元器件损坏。元器件损坏在继电保护事故中占的比例较大，可能是与器件本身质量差或老化，也可能是在维修过程中由于操作不当造成器件损坏，导致器件无法正常工作，发出错误的控制信号或监控信息，从而导致继电保护装置误动或拒动。如220kV主变重瓦斯保护继电器密封胶圈破损，瓦斯继电器受潮，重瓦斯保护误动。
2）保护设计不完善。很多继电保护设备不齐全，以及设计不合理，如动作逻辑问题考虑不全面，导致在保护运行中存在一定的缺陷或安全隐患。如电厂母线保护CT绕组配置不合理，存在死区，故障时母线保护拒动。
3）外部干扰。在电力系统运行过程中，可能存在倒闸操作、冲击负荷等强磁干扰，容易造成保护芯片工作异常或损坏，导致事故发生。如220kV主变保护装置抗干扰能力差，导致差动保护误动。
4）隐形因素。如CT二次回路多点接地造成保护误动作或拒动作；直流回路绝缘降低，造成直流接地；电厂母差保护长期未进行定检，装置内部积尘严重，正电源与II母元件跳闸母线间绝缘降低，误动II段母线各联接元件跳闸回路。
5）人为原因。运行值班人员误操作，如误将保护重合闸把手置于“停用”位置，导致线路单相瞬时性故障时三跳不重合。另外运行人员专业知识欠缺造成问题分析与处理不当以及管理混乱等问题也可能会造成继电保护事故。
3措施及对策
虽然220kV电网运行的继电保护装置工作环境恶劣、元器件老化、设计、干扰以及人为因素等问题存在，但是只要加强继电保护的管理，做到设计合理、安装无误、调试正确、验收严格、监督到位，及时采取相关的预防和处理措施，就可能减少继电保护的事故，主要可以从下面几个方面做起，尽量减少继电保护事故，提高继电保护正确动作率。
1）加强安全和专业技能培训。提高工作人员知识和技术能力，增强员工的安全意识，尽量降低由于人的因素引发的工作风险。创造多的培训和学习机会，提高工作人员检修异常的能力，提高业务水平。尽量引进先进的技术和设备，提高设备运行的安全性。
2）完善设计。避免继电保护出现问题，首先在源头要保证设计的准确性，制定详细的设计和调试方案，并对每个环节严格把关，对每个环节、每一项功能都要严格检查，及时解决存在的问题，绝不让设备存在任何安全隐患。
3）严把质量关。主要包括器件质量和设备质量，特别是提高操作箱、收发讯机等外围器件和设备的质量，以防错线、元器件损坏造成的误动和拒动。加强对设备的检验和检修，及时更换老化器件，发现问题及时解决。
4）加强管理。制定合理有效的规章制度，完善电网安全运行管理体制，明确技术分工，完善继电保护小组考核机制。着力抓好基础管理，继电保护各部门需要及时协调，落实安全责任及相关的管理制度和措施，提高继电保护工作现场的安全管理水平以及对本单位以及外单位的设备的监督力度，制定安全可行的检修方案，及时检查并检修存在的问题，监督部分负责整体监督与考核。
4总结
本文详细讲述了继电保护的工作原理，重点分析了220kV电网继电保护的事故原因，最后根据原因提出了一些改进措施和对策，为220kV电网继电保护安全可靠的运行提供一些必要的帮助，及时掌握事故原因，尽量消除保护拒动和误动，提高继电保护正确动作率。
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