电力系统继电保护的常见事故及预防分析

马雪梅

摘 要：电力系统继电保护常见事故涉及了二次回路、保护装置、整定与配置、安全自动装置、电源事故等多个方面，对电力系统继电保护效果具有直接的影响。文章以电力系统继电保护的常见事故为入手点，简要介绍了电力系统继电保护的常见事故类型，剖析了电力系统继电保护事故的发生原因，并对电力系统继电保护常见事故的预防措施进行了进一步探究。

关键词：电力系统 继电保护 二次回路

1 引言

电力系统继电保护是系统出现人为或非人为故障后获得有效的屏障，也是保障电力系统内部设备安全、避免系统大规模停电的最基本、最有效技术手段。在电力系统继电保护运行过程中，存在较多危险点，影响了电力系统继电保护功效的正常发挥。因此，从电力系统继电保护常见事故入手，对其危险点及预防措施进行适当分析，就具有较为突出的现实意义。

2 电力系统继电保护的常见事故

2.1 二次回路

电力系统继电保护二次回路事故主要包括线路过电压保护误动作、联变保护误启动220kV失灵保护、直流系统接地启动备用变压器气体继电器动作跳闸、匝间保护动作及机组跳闸、发电机-变压器组保护误动停机、母差保护误动出口、正常操作TV空气断路器跳闸等。

2.2 保护装置

電力系统继电保护装置事故主要包括发电机高频保护误动停机、电机差动保护误动作、高频保护动作切机、过励磁保护误动跳机、差动保护越级动作、线路或变压器无故障跳闸、直流接地保护误动致变电站全停等。

2.3 整定与配置

电力系统继电保护整定与配置故障主要包括高厂变压器损坏、系统异常机组跳闸、过励磁保护动作致机组跳闸、机组负序过电流保护误动停机、电动机启动时零序保护动作、变压器差动保护动作停机等。

2.4 安全自动装置

电力系统继电保护安全自动装置常见故障为励磁系统烧毁、机组失磁保护动作、励磁保护动作停机、励磁变压器差动保护动作停机、发动机定子接地保护动作跳机等[1]。

2.5 电源事故

电力系统继电保护电源系统故障主要包括升压站双回线路掉渣、直流系统及交流系统全停、网控直流系统串入交流量致停机、接地信号无法、机组非停、锅炉灭火等。

3 电力系统继电保护常见事故的发生原因

3.1 人员三误

上述电力系统继电保护常见事故的出现，与人员误碰、误接线、误整定存在较大关系。如错误应用隔离开关位置继电器TWJ接点导致误动切机、保护装置安全措施不完善导致母差保护误动作、出口误整定导致主变压器内部低压侧短路停机等。

3.2 设备构件质量不达标

在整个电力系统继电保护工作过程中，其运行稳定可靠性受各种各样因素的干扰。如相关保护装置器件、设备与运行质量标准不符，抗干扰能力较差，导致继电保护中出现失控掌握、错误操作。甚至出现发电机高频保护误动停机，对整体电力系统安全运行造成威胁[2]。

3.3 保护原理不完善

在整个电力系统中，高负荷甚至超负荷运行问题时刻发生，极易导致测量及定值部分、执行部分处于疲劳状态。而测量及定值部分、执行部分疲劳问题的出现，会增加保护原理出现缺陷，进而致使高厂变压器差动保护动作停机、变压器无故障跳闸等事故频繁出现[3]。

4 电力系统继电保护常见事故的预防措施

4.1 加强人员管理

相关技术人员只有具备高水平检修技术及丰富操作经验，才可以第一时间将问题排除，保证继电保护系统稳定运行。因此，技术人员应主动结合岗位需求以及电力行业传统对继电保护性能的“选择性”、“快速性”、“灵敏性”、“可靠性”要求，主动参与到继电保护设备及其辅助设备选型设计、安装过程监督检查、调试、运行维护等多个环节，保证电力系统继电保护可靠运行。在了解相关内容后，技术人员应根据自身工作职责，构建发现问题-优化方案-改造实施-技术总结的闭环管理机制。在闭环管理机制运行过程中，按时完成装置定值、维护、检验作业，避免因人为操作不当导致的电力系统继电保护事故。

在闭环管理体系运行的基础上，技术人员可以跟随电力系统继电保护信息化发展趋势，学习以移动互联网技术、物联网技术、人工智能技术、传感器技术为支撑的继电保护信息化单兵装备及移动式检验平台技术。结合保护设备识别代码编码要求，进行对应装置保护设备识别代表编制，并结合对应地区电力系统继电保护检修检验特殊需求，恰当调整，最大程度发挥现代化技术优势，提高继电保护设备巡检效率。从而提升电力系统继电保护巡检项目完整率、巡检数据合格率，全面提升继电保护现场的安全、质量、效率，从根本上避免因人员接线错误导致机组跳闸、误断TV空气开关导致逆功率保护误动跳机等问题出现。

4.2 注重设备构件质量检查

为确保继电保护设备以及辅助设备运行稳定可靠，在经济条件允许的条件下，应尽可能的选择市场占有率高、设备先进、技术成熟、误差较小、运行曲线较好的设备。同时更换相应电力系统设备、增容扩建设备保留冗余，为电力系统稳定可靠、长时间运行奠定基础。同时考虑到电力系统继电保护组成部件繁多，可以实现继电保护功能的主成之一——二次回路为重点，从电力系统继电保护功能的测量部分、现场信号输入部分、输出执行部分、逻辑判断部分二次回路入手，结合继电保护的功能要求，构建状态检查体系，寻找各等级电压操作、雷电的天气对二次回路的影响。随后以电力系统继电保护基本回路——断路器操作回路为对象，将传统继电保护的开关量、电气量进行逻辑计算，随后交由操作回路，促使操作回路转变为板块化、小型化构架。在这一构架中，对电缆、元器件、节点等质量进行检查，避免电缆绝缘等因素导致的二次回路接地、断路器误动（或拒动）问题出现。如2019年07月12日11时22分，220kV甲变电站2号变压器高压侧A相、B相同时跳闸，非全相运行保护延时10s出口，两台主变压器均三侧跳闸。事故发生阶段，仅有继电保护人员执行220kVL1、L2线路保护定期检查工作。鉴于甲变电站采用两组工作电源，且分别与两组独立的110V蓄电池连接，而I、II段母线隔离开关均在第二组操作电源上，可以利用状态模拟试验，利用101正电源触碰I母隔离开关辅助触点或II母隔离开关辅助触点，发现造成1号主变压器高压侧断路器B相保护出口。进而得出主变压器断路器两组操作回路间存在寄生回路，寄生回路的存在，会导致101正电源接触I母隔离开关辅助触点或II母隔离开关辅助触点时，电流直接进入102负电源，造成1号变压器、2号变压器误动。为了避免上述问题出现，可以将高压侧操作箱插件中二极管拆除，断开保护跳闸回路II永跳启动KS回路，将操作回路间寄生桥消除，避免两段直流母线以任何形式发生电气连接。同时由一组专用直流熔断器供电的保护装置控制变压器差动保护、母线差动保护、断路器失灵保护、发电机差动保护等断路器。

4.3 完善保护原理

从保护原理视角入手，电力系统继电保护主要是利用系统中元件发生不正常情况时的电压、电流、频率、功率等电气量变化（或变压器油箱内故障时油流速度增大、瓦斯增多、油压强度升高等），启动继电保护动作，包括测量部分及定值调整部分、执行部分、逻辑部分等几个部分。为了避免电力系统继电保护的原理缺陷出现，技术人员应在电力系统继电保护设备增容扩建冗余设置的基础上，严格依据继电保护设备执行模块安装运行规程及国家、行业标准，进行安装过程监督，避免隐患出现。如某电厂升压变压器主变继电保护设备通讯接口原设计为双通道，但实际仅安装单通道，导致长时间运行异常，严重威胁了继电保护装置可靠性。因此，为保证电力系统中继电保护装置稳定、安全运行，应严格依据国家行业标准或规范规程进行严格监督。同时考虑到电力系统继电保护逻辑部分保护整定值是继电保护动作整齐开展的前提，应将精确化方针落实到继电保护计算过程、试验步骤中。即在依据各设备性能曲线、相关参数制定整定值外，还需考慮对实际部分接线产生致误差因素进行消除、核算，最大限度保障整定值设定负荷与现场生产状况相符程度，避免因整定值设置误差（十几毫安）而产生的电气设备误动、据动事故。

此外，考虑到电力系统极易因电位差、电磁感应、静电耦合侵扰而出现短路等多种类型故障，可以采取针对性维护措施。如为抑制电位差干扰，可以根据实际需求，补充铜排连接，保证一个电气连接仅对应一个接地点，最大限度降低各点出现概率较高的电位差;为抑制电磁感应干扰，可以在电缆沟道布置时，尽量控制电缆沟道与一次载流导体成九十度，避免平行段长度过长导致的干扰电压;为抑制静电耦合干扰，可以采取增大耦合阻抗的方式，或者屏蔽电力系统继电保护二次回路及其保护装置的方式，减小分布电容，降低干扰电压。

5 结语

综上所述，近几年，在变电站技术朝着智能变电站方向迅速推进的背景下，基于IEC61850标准的智能变电站承载着越来越突出的电能汇集、电力变换、电能控制功能。其中继电保护作为基本安全控制系统与电力系统故障状态下可否安全切除故障恢复正常直接相关。因此，技术人员应将目光投向继电保护系统隐藏故障上，以二次回路为切入点，利用状态检查方法，对保护装置、整定与配置、安全自动装置等设备构件进行逐一检查，并制定针对性解决方案，为继电保护系统、电力系统安全运行提供保障。

参考文献：

[1]王丹，屈海兵.电力系统继电保护技术[J].中国科技纵横，2017，000（010）：148-148.

[2]李书丽.电力系统继电保护不稳定所产生的原因及事故处理方法[J].科技创新导报， 2017，14（028）：20-20.

[3]董晓玉.电力系统继电保护事故原因分析及改进措施[J].城市建设理论研究（电子版），2016，000（015）：1591-1591.