论继电保护装置故障分类及处理措施

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　　摘要：近年来，微机型继电保护装置在电力系统中得到了广泛的运用。本文主要分析微机继电保护装置的运行特点和常见问题，并提出电网运行中异常情况的处理思路和方法、微机继电保护分类及相应的处理措施。
　　关键词：继电保护；装置故障；处理措施
　　0 引言：
　　近年来，微机型继电保护装置在电力系统中得到了广泛的运用。而微机继电保护装置的动作过程不像模拟式保护那样直观,造成了微机保护装置故障发生有其自身的特点。本文通过分析与总结微机继电保护装置故障原因及处理特点,掌握其一般的规律,以快速有效地处理故障，避免因继电保护原因导致电网或设备事故发生的可能性，确保电网的安全稳定运行。
　　1 故障种类及原因分析
　　1,1 定值问题
　　1．1．2人为整定错误
　　人为整定错误的情况主要表现：运算过程中数值错误；TA、TV变比计算错误；保护定值区使用错误；运行人员投错连接片等。防范措施：定值整定部门在下发定值单前必须再三核对定值无误，把好第一把关；在设备送电之前，继保人员与变电运行人员至少应有2人共同进行装置定值的校核，确保执行无误。
　　1．1．3装置元器件老化
　　(1)元器件老化及损坏。元器件的老化积累必然引起元器件特性的变化和损坏，不可逆转的影响微机保护的定值。现场曾发生过因A／D转换精度下降严重引发电网事故的案例。
　　(2)温度与湿度的影响。微机保护的现场运行规程规定了微机保护运行的环境温度与湿度的范围，电子元器件在不同的温度与湿度下表为不同的特性，在某些情况下造成了定值的漂移。
　　(3)定值漂移问题。现场运行经验表明：如果定值的偏差≤5％，则可忽略其影响，当定值的偏差≥5％时应查明原因，才能投入运行。变电所要加强宣传的核对工作，且应选择有良好运行工况的装置
　　1．2 电源问题
　　1．2．1逆变稳压电源问题
　　(1)纹波系数过高。纹波系数是指输出中的交流电压与直流电压的比值，交流成分属于高频范畴，高频幅值过高会影响设备的寿命，甚至造成逻辑错误或导致保护拒动。因此要求直流装置有较高的精度。
　　(2)输出功率不足或稳定性差。电源输出功率的不足会造成输出电压下降，若电压下降过大，会导致比较电路基准值的变化，充电电路时间变短等一系列问题，从而影响到微机保护的逻辑配合，甚至逻辑功能判断失误。尤其是在事故发生时有出口继电器、信号继电器、重动继电器等相继动作．要求电源输出有足够的功率。如果现场发生事故时，微机保护出现无法给出后台信号或是重合闸无法实现等现象，应考虑电源的输出功率是否因元件老化而下降。对逆变电源应加强现场管理。在定期检验时一定要按规程进行逆变电源检验。长期实践表明。逆变电源的运行寿命一般在4-6年，到期应及时更换。南方电网要求每6年就更换一次微机保护电源。现场的熔丝配置是按照从负荷到电源，一级比一级熔断电流大的原则配置的，以保证在直流电路上发生短路或过载时熔丝的选择性。但是不同熔丝的底座没有区别，如运行人员疏忽，会造成上下级不配合，故必须认真核对，或建议设计者对不同容量的熔丝选择不同的形式，以便于区别。
　　1．2．2带直流电源插拔插件
　　现场发生过多起在不停直流电源的情况下，插拔各种插件造成装置损坏或事故。因此，必须加强设备厂家和工作人员的思想教育，现场加强监督，严禁带电插拔插件。
　　1．3 TA饱和问题
　　随着系统短路电流急剧增加．在中低压系统中电流互感器TA 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。现场馈线保护因电流互感器饱和而拒动，主变压器后备保护越级跳开主变压器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。TA的饱和对数字式继电器的影响将更大。
　　1．3．1对辅助判据的影响
　　有的微机保护中采用IA+IB+Ic=3Io，作为正常运行时的闭锁措施是非常有效的；但作为TA回路断线和数据采集回路故障的辅助判据，在故障且TA饱和时，就会使保护误闭锁，引起拒动。
　　1．3-2对基于工频分量算法的影响
　　在TA饱和时，工频分量与饱和角有关，故数字式继电器的动作将受到影响。
　　1．3-3防止TA饱和的方法与对策
　　对TA饱和问题，从运行设计和故障分析的经验来看，主要采取分列运行方式或串联电抗器来限制短路电流；采取增大保护级TA的变比，以及用保护安装处可能出现的最大短路电流和互感器的负载能力与饱和倍数来确定TA的变比；采取缩短TA二次电缆长度及加大二次电缆截面；保护安装在开关处的方法有效减小二次回路阻抗，防止TA饱和。
　　1．4 抗干扰问题
　　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。基建、技改都严格执行有关反事故技术措施．要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。
　　1．5 插件绝缘问题
　　微机保护装置的集成度高，布线紧密。长期运行后，由于静电作用使插件的接线焊点周围聚集大量静电尘埃，可使两焊点之间形成了导电通道，从而引起装置故障或者事故的发生。例如2007年8月份端州变电站1lOkV线路刀闸辅助接点就因为静电尘埃而造成测控装置遥信接点后台机显示错误。
　　1．6 软件版本问题
　　由于装置自身的质量或程序漏洞问题，只有在现场运行过相当一段时间后才能发现。因此在保护调试、检验、故障分析中发现的不正常或不可靠现象应及时向上级或厂商反馈情况，更新程序版本以便改进。公司每年都进行2次定值和版本核查。
　　1．7 高频收发信机问题
　　在220kV线路保护运行中．收发信机问题仍然是造成纵联保护不正确动作的主要因素，包括元器件损坏、抗干扰性能差等。应注意校核继电保护通信设备(光纤、微波、载波)传输信号的可靠性和冗余度．防止因通信设备的问题而引起保护不正确动作。另外．高频保护的收发信机的不正常工作，也是高频保护不正确动作的原因之一。广东电网就曾发生多起收发信机电源消失而造成高频保护误动作时间。
　　2 故障处理的基本思路
　　2．1 正确充分利用提供的一切故障信息
　　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。若判断故障确实是出在继电保护上，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。
　　2．2 动作正确的检查方法
　　(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，一级一级往前查找，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。
　　2．3 故障处理的注意事项
　　(1)对试验电源的要求：在进行微机保护试验时，要求使用单独的供电电源，并核实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。
　　3 提高继电保护故障处理能力的途径
　　掌握和了解继电保护故障的原因和处理的基本方法是提高继电保护故障和事故处理水平的重要条件，同时要强调下述几个问题：
　　(1)必须掌握保护的基本原理和性能，根据保护及自动装置产生的现象分析故障或事故发生的原因。迅速确定故障部位。
　　(2)运用正确的检查方法。一般继电保护故障往往经过简单的检查就能够被查出，如果经过一些常规的检查仍未发现故障元件，说明该故障较为隐蔽．此时可采用逐级逆向检查法．即从故障现象的暴露点人手去分析原因．由故障原因判别故障范围。如果仍不能确定故障原因，就采用顺序检查法，对装置进行全面的检查
　　(3)掌握微机保护故障处理技巧。在微机保护的故障处理中，以往的经验是非常宝贵的，它能帮助工作人员快速消除重复发生的故障，但技能更为重要，现针对微机保护的特点总结如下：① 替代法，是指用规格相同、功能相同、性能良好的插件或元件替代被怀疑而不便测量的插件或元件；②对比法，是将故障装置的各种参数或以前的检验报告进行比较．差别较大的部位就是故障点；③ 模拟检查法，是指在良好的装置(一般为备用装置)上根据原理图f一般由厂家配合)对其部位进行脱焊、开路或改变相应元件参数，观察装置有无相同的故障现象出现，若有相同的故障现象出现，则故障部位或损坏的元件被
　　确认。

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