电力系统继电保护三误常见问题研究

钱丽莹 徐 昊

(国网江苏省电力有限公司如东县供电分公司)

0 引言

继电保护对于电网运行有如下作用: 当被保护的电力系统元件发生故障时, 应该由该元件的继电保护系统装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令, 使故障元件及时从电力系统中断开, 以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏, 降低对电力系统安全供电的影响, 并满足电力系统的某些特定要求如保持电力系统的暂态稳定性等。反映电气设备的不正常工作情况, 并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同(例如有无经常值班人员) 发出信号, 以便值班人员进行处理, 或由装置自动地进行调整, 或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除(如图1 所示)。反映不正常工作情况的继电保护系统装置允许带一定的延时动作。

图1 继电保护原理图

1 继电保护“三误”概述

电力系统的继电保护设计内容复杂。继电保护“三误”指的是对变电站的设备的操作过程中出现的: 误碰、误整定、误接线。继电保护的 “三误”会对电网设备以及电网的安全运行造成巨大的威胁以及埋藏安全隐患, 严重者会对相关从业人员造成严重的生命财产安全威胁。导致“三误”事故出现的原因主要有以下几个方面一是由于现代化技术的发展和改革创新, 市场的用电需求不断扩大, 导致电力企业在不断地扩大生产规模。这对于电网安全维稳和运行人员而言, 工作难度加大; 其次是调试难度加大。电网的调试、实验等工作由于相关的工作人员操作失误, 以及图纸设计没有结合实际的施工需求, 加大施工难度、设施设备的安排, 场地规划和布置不到位以及调试工作完毕后没有按照使用要求进行恢复等; 最后, 由于一是设备的检修存在问题。一次设备的检修工作人员对于二次设备回路的具体操作流程以及操作要点不熟悉, 在具体的工作施工过程中造成保护误动以及其他的运行设备跳闸。

2 误碰

2.1 案例分析

× ×电厂500kV5022 断路器甲在电流互感器地擦拆除作业中, 由于现场的安全措施不到位, 导致电流互感器的二次回路出现接地, 最终导致保护装置出现错误。

作业失误分析: 5022 断路器甲在相电流互感器的拆除检修作业中, 由于安全保障措施没有做到位,导致互感器的端子箱没有进行安全隔离以及在拆线工作中出现跳闸现象。

2.2 问题复盘

通过对该事件进行分析, 发现出现误碰的原因主要有以下几点: 一是工作人员的操作不规范, 没有按照流程要求进行施工。在电流的二次回路设备开展工作执勤啊, 没有进行检修上报工作。二是对工作施工没有进行安全隐患排查工作, 以及缺乏危险点分析。在进行二次回路时没有做好安全措施。三是工具检修工作不到位, 在作业施工过程中工具的尺寸, 如扳手等规格尺寸不适配, 在施工中没有做好绝缘处理, 导致设备接地以及碰到外壳。

2.3 解决措施

现场工作要做到以下几点, 避免事故的发生。一是安装的保护装置到货后, 应参照设计图纸和厂家提供的本图, 对保护屏作一次全面、细致的检查。二是施工时要特别注意二次回路接线的正确性, 必须做到图纸与实际接线相符, 符号与图纸相符, 保证接线正确。三是搞好设备的调试以及大、小修期间的调试。四是调试时应严格按照规程规定执行, 不得因为赶工期而减少调试项目, 降低调试质量。

3 误整定

3.1 案例分析

× ×电厂, 由于接地故障, 导致电厂侧5013 开关跳闸后又重新重合, 最终导致开关的内外重合闸功能出现差错, 充电不足, 保护沟通致使三相跳闸。

3.2 故障分析

首先: 现场情况检查, 发现断路器的保护装置重合闸内外压板设置不一致。内部软压板的设置为: 长延时综合重合闸, 但是, 外部硬压板的开关设置为单重方式。其次, 经过现场和排查发现软压板使用的串联发方式所采用的逻辑判断是: 当重合闸的软压板与硬压板在使用过程中, 设置方式如果有冲突时, 会发出重合闸停用指令, 最终导致断路器经过跳闸后不启动重合闸。

其次: 重合闸软压板故障改动。经过事后的分析调查发现。该电厂会定期开展继电装置的排查工作。但是由于工作人员不专业, 出现操作失误: 将刻度的“DC”改为“ZC”并进行固化[1]。最终导致断路器的重合闸停用。根据该电厂的断路器保护装置报文分析可得: 在进行定值检查的过程中, 相关检查人员核对失误: 没有对软压板的控制界面核对重合闸软压板的参数设置情况, 致使断路器的保护装置重合闸一直处于停用状态, 并且长时间未被发现。

通过上述几点可以得出, 该电厂出现误整定的主要原因可以总结为以下几点: 一是工作人员不专业。工作人员对设备装置背后的运行原理没有准确的把握, 导致在工作中出现严重的差错: 误整定重合软压板方式, 并且在实施定期定制过程中没有核对周全,进而使得重合闸的软压板出现设置错误; 二是工作态度不严谨, 巡检工作流于形式。在巡检过程中没有检查出指示灯的异常, 导致重合闸的功能长时间没有得到使用。延误了整个电厂的运行; 三是投退规程有问题。规范的重合闸投退原则有重合闸应避免事故的扩大; 避免重合闸造成电缆起火, 甚至影响其他相及其他线路电缆; 重合闸应考虑负荷的重要性: 对于特殊重要负荷, 线路停运无法转供负荷时, 应考虑重合闸投入的可行性; 应考虑线路故障中瞬时性故障的比例; 如线路大部分故障都是永久性故障, 则重合闸没有必要投入, 投入对提升供电可靠性作用有限[2]。影响重合闸的因素有电缆线长度的占比: 长度越大则发生故障的可能性大(如表1 所示)。

表1 混合线路投重合闸成功率表

3.3 解决措施

首先, 端正工作人员态度, 增强安全意识。请电力专家对员工进行定期培训, 增强员工的理论基础,让员工熟悉设备设施的工作原理以及作业流程。树立安全意识。让员工作业时避免出现偷工减料。在上述案例中, 由于保护工作人员对于设备装置运行原理不熟悉, 导致对重合闸的软压板误整定, 最终导致参数设置错误。

其次, 加强监督, 落实责任。电力企业员工在操作过程中, 一旦出现操作不规范等问题就有可能对自己, 同事以及下级操作人员的人身安全造成重大威胁, 甚至是无法逆转和弥补的损失。为了让员工保持严谨的工作态度, 电力企业可以建立并完善工作流程监督管理制度。确保在事故发生后能够对问题环节进行有效追溯、有效监管。比如, 上述问题发生的重要原因之一, 就是因为巡检员工未能及时发现指示灯异常, 导致重合闸的功能在电力企业运行过程中出现功能长时间退出的现象。

4 误接线

4.1 案例描述

× ×电厂在主变调试传动实验中, 出现开关同时跳闸, 致使#7 机孤岛运行, 自带厂用电。在该事件中, 2207 开关跳闸后发现指示灯并未亮起, 其他装置也没有保护动作报告[3]。

4.2 故障分析

通过对现场进行排查后发现, #7 主变抑制器对应的端子排都接有编号不同的两根线。而#9 主变抑制器的端子无接线。该情况与图纸的设计不吻合。该厂对于主变设备都加装了涌流抑制器, 使得抑制器有一副合闸节点和一副跳闸节点。最终导致主变变高开关跳闸。

4.3 解决策略

通过对现场进行故障分析和排查, 最后得出发生故障的原因主要有以下几点: 一是电力施工人员的责任心不足, 工作特堵不端正, 没有按照既定图纸进行操作施工; 其次, 现场的安全措施有待提高。对于工作票的安全措施操作性不足, 以及没有对相邻的电力运行设备提出有效措施。对于端子排列操作不当, 导致电力施工人员接线不准确; 三是工作的流程环节把控不到位。没有对现场进行安全排查工作以及风险把控意识不足; 最后, 监护工作不到位, 没有对问题进行及时地发现和解决。

为了解决上述问题, 可以从以下几个方面着手[4]: 第一, 企业高级管理人员必须对该单位的安全作出承诺, 并确保安全得到绝对优先考虑, 并应得到所有工作人员的了解和接受。第二, 建立责任明确、界面明确的安全管理制度, 包括各项规章制度。第三, 确保为安全提供人力和物力资源, 特别是确保定期进行安保培训。安全需要经济基础和投资。有些人把安全培训的成本、加强安全监督、增加安全设施等纳入消费基金, 而另一些人则将其作为生产投资, 反映出两种不同的安全意识。人们习惯于计算事故造成的损失, 但对事故发生率下降所带来的财富并不十分谨慎。安全就是利益被视为口号, 似乎只是空话。有些人认为安全管理人员是非生产性人员, 认为他们没有创造利益, 这也反映了安全意识的缺陷。第四, 每名雇员必须具备所需的安全知识、安全技能及安全态度, 并须提倡周详的工作态度、严谨的工作作风及互相沟通的工作习惯。

5 结束语

加强电力系统的施工安全和运营安全。对于继电保护而言, 对继电保护的相关设施设备以及技术监督工作实施。根据继电保护的“三误”特点提出针对性的解决措施, 对员工的二次设备和回路操作进行规范, 增强员工的安全操作意识, 保障人身安全。确保电力系统继电保护工作的有序进行。降低施工难度、加强工作整合、严格制定规范流程并加大监督工作的施工力度, 制定并完善施工纠错。确保二次回路施工的正确性。提升员工的专业水平和思想意识。严防“三误”现象发生。保障施工用电安全。