电网继电保护缺陷及解决措施分析

国网江西省电力公司萍乡供电分公司 戴育辉



电网继电保护缺陷及解决措施分析

国网江西省电力公司萍乡供电分公司 戴育辉

【摘要】电网继电保护系统作为保障电网安全、稳定、可靠运行的重要防线，在运行实践过程中，受系统本身、环境、外力、人为等诸多因素的影响，不可避免会出现各类缺陷，从而影响继电保护系统的可靠动作，进而给电网的正常运行带来不利因素。因此，基于电网安全、稳定、可靠运行考虑，有必要对电网保护相关缺陷进行研究。文章根据实际工作经验，结合某地区电网继电保护工作实际，在统计常见类型缺陷及分析缺陷产生原因的基础上，针对性的提出了常见缺陷的解决及预防措施，可为继电保护工作实践提供参考。

【关键词】电网；继电保护；缺陷

随着我国社会经济的发展，电力需求不断增加，电网规模不断扩大，继电保护设备在数量方面也在急剧增加。虽然目前继电保护设备国产化已达到了98%，设备技术含量、生产质量、检修水平等都有了很大程度的提高，但面对着如此庞大数量的继电保护系统设备，不可避免会出现各种类型的缺陷，从而影响着继电保护装置的动作可靠性，进而不得电网的安全、可靠运行。文章以某市电网2013～2015年继电保护缺陷实际情况为研究对象， 对该市继电保护缺陷类型及产生原因作了统计分析，并针对性的提出了可行性、有效性的缺陷预防及解决措施，可为我国继电保护设备缺陷率的降低提供一定的参考。

1 某市继电保护缺陷情况统计分析

首先对目前常见的继电保护缺陷按风险程度划分为一般、重要及紧急三个等级，一般缺陷即对保护设备功能不产生影响，保护设备尚能继续运行的缺陷；重要缺陷即继电保护设备退出运行，而一次设备不需要停运的缺陷；紧急缺陷即因继电保护设备原因导致一次设备必须停运，需立即处理的缺陷。然后对某市2013～2015三年间继电保护缺陷实际情况按照一般、重要及紧急三个等级进行分类统计，如表1所示。其中一般缺陷227 次，重要缺陷249次，紧急缺陷118次，合计594次。

表1 缺陷总体现状

从表1的统计数据可以看出，该市2013～2015年间每年的缺陷总量基本上处于平稳状态，增加或者减少数量变化不大。其中，一般缺陷数量总体持平，重要缺陷和紧急缺陷的数量呈逐年上升趋势，又以保护设备的硬件故障为主。通过重要缺陷和紧急缺陷逐年增加的趋势可以看出，保护设备总体运行状况堪忧，需加强维护力度。同时按电网电压等级对继电保护缺陷情况作分类统计分析，结果表明，在最高电压等级电网中，由于所使用的保护设备以进口为主，随着运行时间的不断增长，设备老化较为严重，近两年所发生的故障明显增多。进口保护设备由于缺陷集中且售后服务质量差，对保护设备的正常运行产生的不利影响。例如，某些国外生产厂商的保护设备存在家族性缺陷，没有根本性的解决对策，进而导致缺陷集中发生。再如，某些国外厂家所生产的保护设备已备品备件可替换。但伴随着国外设备逐渐被国产设备所替代， 缺陷率得到了明显的控制，2015年缺陷的数量大幅度降低。另外，按照继电保护、故障录波器、变压器及消弧线圈控制器设备对2013～2015年继电保护设备的缺陷进行分类统计，如表2所示，分析结果如表2所示。

表2 缺陷设备分类统计

（1）虽然继电保护设备的缺陷数量较多，但缺陷发生率较低，可见保护设备整体质量水平较高。（2）故障录波器、变压器及消弧线圈控制器的故障率较高，整体质量较差，占到了缺陷总量的33.333%。（3）故障录波器故障率较高，集中产生于对时装置、装置内部硬件，同时，部分厂商售后服务质量较差。（4）变压器及消弧线圈控制器的缺陷主要集中在继电器，由于继电器质量差，导致正常运行时动作频繁，故障率较高。

2 继电保护缺陷发生原因分析

按照二次相关回路、设备程序问题、设备硬件故障等缺陷产生的原因对全网缺陷进行分类统计分析，如表3所示。

2.1 二次相关回路

从表3可以看出，二次相关回路缺陷所占比例13.49%，占到了重要及以上缺陷的20%左右， 主要是一次设备辅助触点不良引起的保护设备异常，以及户外一次设备由于密封、质量等原因造成直流接地等缺陷。另外，保证设备在正常运行时，由于直流接地故障有一定的隐蔽性，很难被发现，但会对设备运行产生重大影响，因此，对该类故障应作重点分析。据统计，该地区2013～2015共发生直流接地44 起，一次设备故障29 次，二次回路故障9次，直流装置故障3次。二次回路故障集中于运行年限较久的变电站，较多是由二次电缆老化引起的，建议更换改造这些变电站设备。一次设备故障集中于主变压器及隔离开关的机构箱，主变压器设备已逐步安装了防雨罩，故发生直流接地故障的情况相对较少，而隔离开关辅助触点不良所导致的直流系统接地故障较多，因此，建议对隔离开关机构也采用相应的防雨设施。

表3 缺陷原因分类统计

2.2 保护设备程序问题

保护设备程序问题多为厂家程序本身存在的缺陷，一般通过程序升级来解决。这类缺陷产生后，需对程序进行检查和修改，处理时间较长。但也有部分故障可通过装置重启来消除，处理方法较为简单，对于这类故障可由运行人员重启装置消除故障即可，从而提高缺陷处理效率。

2.3 保护设备硬件故障

从表3可以看出，设备硬件故障超过了50%，最常见的为电源板、CPU板、装置面板等板件的损坏，这些缺陷的产生与家族性缺陷、生产质量、运行环境等因素有关。家族性缺陷是指同一个厂家设备或同一生产批次的设备，由于设备设计及质量上的问题，出现共有的缺陷。继电保护设备要求运行环境温度为0～40℃，但在迎峰度夏时期，设备运行环境温度时常会高出限值，从而增加设备故障次数。其中以电源板所受环境温度的影响最为突出，据统计，温度增加10℃，电源板寿命缩减1倍。另外，有些厂家的设备质量没有得到保证，保修期过后，缺陷次数增加，给设备运行带来不良影响。

3 继电保护缺陷解决及预防措施

3.1 备品备件管理的加强

基于继电保护备品备件数量庞大考虑，应加强设备采购、使用、维护、评估等环节的管理，避免由于管理以及准备的不足还导致缺陷处理时无备品可换。

3.2 变电站升级改造的推进

目前多数变电站的多数设备已经达到甚至超过了运行年限，设备老化严重，替代产品已经停止生产，若不及时改造升级，将直接影响设备的正常运行。特别是超过运行年限的继电保护设备，应尽快改造升级，同时对设备的二次巡检。

3.3 户外电缆整治工作的注重

基于二次回路缺陷数量较多实际情况，应针对性的加以处理，二次回路缺陷主要是由于户外电缆老化所导致的，具体老化成因较多，如电缆沟支架腐蚀、电缆沟布置欠条理、电缆排列凌乱、缆沟环境恶劣等。应改善户外电缆运行环境，并采用新型复合材料电缆支架及活动电缆支架对电缆沟进行整治。

3.4 设备运行环境的改善

为了减少环境温度对继电保护设备运行寿命的影响，应及时维修开关室及控制室损坏的空调。盛夏期间为了便于保护设备的散热，应打开控制室内保护屏的前后柜门。同时，为了保证一次辅助触点的可靠，应对户外机构的辅助开关及变压器上非电量辅助触点盒应加装防雨罩。

3.5 设备检修质量的提升

加强检修现场的管理，将各项检修措施落实到实际。并注重细节的处理，例如，螺丝紧固，紧固所有螺丝、清扫所有板件灰尘、更换电源板等等。

参考文献

［1］吴雪峰，高川，郑晓明.老旧变电站电缆沟支架更换实施方案探讨［J］.浙江电力，2012，31（6）.