电网继电保护安全风险分析研究

张杨 封景

摘要：

继电保护(包括安全自动装置)是电力系统发生自然或人为故障后得到有效的屏障，是保障电力设备安全和防止、限制电力系统大面积停电的最基本、最重要、最有有效的技术手段。本文对电网继电保护安全风险进行了分析研究。

关键词：电网 继电保护 安全风险分析

中图分类号：F407文献标识码： A

前言：

电力生产过程中，作业危险点无处不有，稍不留神就会酿成事故，危险点指的是在作业中可能发生事故的场所、部位、地点设备或行为等。继电保护专业的工作涉及面广，而且是在二次回路上开展，其一次设备通常还在运行，所以在进行保护作业前，要执行很多的安全措施。这些措施如执行不全或不认真去执行，都可能造成开关误跳闸。因此必须从措施本身和执行过程中找出危险点加以预控。危险点预控就是在作业前，通过一定的途径，对作业中可能引发事故的各种不安全因素进行分析判断、预测，并采取针对性的控制措施，从而有效地防止由于人为失误而造成的设备事故的一种方法。

一、危险点分类

继电保护专业主要的现场工作包括各种继电保护装置的定检，新装置的安装、调试及竣工检查以及运行中继电保护装置的异常处理工作等。危险点就是在现有工作过程中可能发生事故的地方、部位、行为等。按照危险点的性质一般可分为两大类:静态危险点和动态危险点。

1、静态危险点

一般作业环境和设备系统方面存在的危险点多属此类。这类危险点大多是由于设计不完善或制造和安装、检修质量不良造成的，比较直观。不整改无法消除，并对现场作业产生长期的影响。如工作现场照明不足、插件接触不良、微机保护装置抗干扰能力差等。

2、动态危险点

一般行为方面的危险点则多属此类。这类危险点往往随着时间的推移或外部的条件变化才出现。如在保护现场作业中需要改变安全措施，致使工作人员短时间内失去保护;定期试验中做安全措施时PT二次的短路或接地CT二次的开路、失灵启动母差、启动载波机跳对侧开关;在工作中发现工作人员身体不适或因为种种原因情绪不佳、注意力不集中，从而引起对人和设备安全可能造成危害的问题等。

二、危险点预控措施制定的基本过程

每一种继电保护的作业都有不同特征的危险点，如果在作业前不调查、不研究、不分析，凭空制定危险点控制措施，这样久而久之必然要出事故。因此作业危险点的制定，应深入现场实地调查，根据作业任务，对照《电业安全工作规程》和《继电保护和电网安全自动装置现场工作保安规定》的要求，严格执行安全措施卡，结合现场条件、二次回路带电作业及保护的二次回路图纸等进行审核。危险点控制措施应该是全过程的，从项目开始一直到项目结束。制定的控制措施时应组织所有参与工作的人员进行全面的分析和讨论。制定好的作业危险点控制措施，必须在开工前向作业人员交底清楚，并指定专人落实，必须实行全过程专人监护。对已执行的作业危险点控制措施，要认真总结经验、查找不足和隐患，以便今后预控措施制定更加完善，落实更到位。

三、继电保护事故的种类

1、定值问题

1）整定计算的误差；2）人为整定错误；3）装置定值的漂移：元器件老化及损坏，温度与湿度的影响，定值漂移问题。

2、电源问题

1）逆变稳压电源问题：纹波系数过高，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、 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。

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氩弧焊接时，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。

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；高频闭所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。

五、继电保护事故处理的原则

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。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。

2、运用正确的检查方法

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时，应注意从事故发生的结果出发，一极一级往前查找，直到找到根源为止。这种方法常应用在保护出现误动时。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。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。

3、事故处理的注意事项

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。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。

4、10kv供电系统继电保护

4.1 10KV供电系统的几种运行状况

1）供电系统的正常运行这种状况系指系统中各种设备或线路均在其额定状态下进行工作；各种信号、指示和仪表均工作在允许范围内的运行状况；2）供电系统的故障这种状况系指某些设备或线路出现了危及其本身或系统的安全运行，并有可能使事态进一步扩大的运行状况；3）供电系统的异常运行这种状况系指系统的正常运行遭到了破坏，但尚未构成故障时的运行状况。

4.2 10KV供电系统继电保护装置的任务

1）在供电系统中运行正常时，它应能完整地、安全地监视各种设备的运行状况，为值班人员提供可靠的运行依据。2）如供电系统中发生故障时，它应能自动地、迅速地、有选择性地切除故障部分，保证非故障部分继续运行。3）当供电系统中出现异常运行工作状况时，它应能及时地、准确地发出信号或警报，通知值班人员尽快做出处理。

4.3几种常用电流保护的分析

1）反时限过电流保护继电保护的动作时间与短路电流的大小有关，短路电流越大，动作时间越短；短路电流越小，动作时间越长，这种保护就叫做反时限过电流保护。反时限过电流保护虽外部接线简单，但内部结构十分复杂，调试比较困难；在灵敏度和动作的准确性、速动性等方面也远不如电磁式继电器构成的继电保护装置。 2）定时限过电流保护继电保护的动作时间与短路电流的大小无关，时间是恒定的，时间是靠时间继电器的整定来获得的。时间继电器在一定范围内是连续可调的，这种保护方式就称为定时限过电流保护。

结语：

继电保护是电力系统发生自然或人为故障后得到有效控制的屏障，是保障电力设备安全和防止、限制电力系统大面积停电的最基本、最重要、最有效的技术手段。本章是在总结多年来继电保护专业人员实际工作中的经验并紧联系继电保护专业工作的性质，探讨了继电保护专业工作危险点分类、危险点的捕捉、危险点控制原则等。说明危险点预控是对各种可能发生的事故做到事先控制，消灭事故的一种措施。

参考文献:

[1]周玉兰，詹荣荣.2006年全国电网继电保护与安全自动装置运行情况与分析.北京:电网技术.

[2]王维俭.电气主设备继电保护原理与应用.北京:中国电力出版社，2006.

[3]毛力夫.发电厂变电站电气设备.北京:中国电力出版社，2009.

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