微機(jī)繼電保護(hù)事故分類及處理方

1引言

近10年來，微機(jī)保護(hù)在電力系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。但微機(jī)繼電保護(hù)裝置的動作過程不像模擬式保護(hù)那樣直觀，造成了微機(jī)保護(hù)事故發(fā)生有其自身的特點(diǎn)。分析與總結(jié)微機(jī)繼電保護(hù)事故處理特點(diǎn)的目的在于掌握一般規(guī)律，快速有效地處理事故，避免因繼電保護(hù)原因引發(fā)電網(wǎng)或設(shè)備事故，確保電網(wǎng)的**穩(wěn)定運(yùn)行。

2微機(jī)繼電保護(hù)事故處理的一般原則

2.1科學(xué)的實(shí)事**的態(tài)度

繼電保護(hù)的事故的處理不僅涉及運(yùn)行單位和個人，且一旦拒動或誤動，必須查明原因，并力圖找出問題的根源所在，以便徹底解決問題。這必將涉及到事故的責(zé)任者，甚至可能接受相當(dāng)嚴(yán)厲的處罰。事故發(fā)生后的許多資料和信息都可能被修改或丟失，給事故分析帶來較大難度甚至查不出原因，存在的問題無法得到解決，系統(tǒng)類似的設(shè)備無法吸取事故教訓(xùn)。因此，事故的調(diào)查組織者必須堅(jiān)持科學(xué)的實(shí)事**的態(tài)度。

2.2理論與實(shí)際相結(jié)合

繼電保護(hù)的事故處理不僅涉及繼電保護(hù)的原理及元器件，而且現(xiàn)場處理繼電保護(hù)事故的經(jīng)驗(yàn)表明：大部分繼電保護(hù)事故的發(fā)生與處理過程與基建、安裝、調(diào)試過程密切相關(guān)。掌握足夠必要的微機(jī)繼電保護(hù)基本原理及一般繼電保護(hù)理論是分析和處理事故的首要條件，但足夠的豐富的現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)往往對準(zhǔn)確分析與定性事故又起著關(guān)鍵作用。

3微機(jī)保護(hù)事故的種類及原因分析

3.1定值問題

3.1.1整定計(jì)算的誤差

由于設(shè)備特性尚未被人們掌握透徹，很多數(shù)據(jù)依存于經(jīng)驗(yàn)值和估算值，繼電保護(hù)的定值不容易定準(zhǔn)，且電力系統(tǒng)的參數(shù)或元器件的參數(shù)的標(biāo)幺值與實(shí)際值有出入，有時兩者的差別比較大，則以標(biāo)幺值算出的定值較不準(zhǔn)確，使設(shè)定的定值在某些特定的故障情況下失去靈敏性和可靠性。設(shè)計(jì)、基建、技改主管部門應(yīng)及時、準(zhǔn)確地向保護(hù)計(jì)算人員提供有關(guān)計(jì)算參數(shù)、圖紙，施工部門在調(diào)試完保護(hù)設(shè)備后也應(yīng)及時將有關(guān)保護(hù)資料移交運(yùn)行部門。

3.1.2人為整定錯誤

人為整定的錯誤的情況主要表現(xiàn)為：看錯數(shù)值；TA、TV變比計(jì)算錯誤；在微機(jī)保護(hù)菜單中找錯位置，定值區(qū)使用錯誤；運(yùn)行人員投錯壓板（聯(lián)結(jié)片）等錯誤都曾造成事故的發(fā)生。產(chǎn)生上述情況的主要原因：工作不仔細(xì)，檢查手段落后；有些微機(jī)保護(hù)裝置菜單設(shè)計(jì)不合理，過于繁瑣，人性化概念差等容易造成現(xiàn)場操作人員的視覺失誤。從現(xiàn)場運(yùn)行工況來看，避免上述情況發(fā)生的主要措施是在設(shè)備送電之前由至少兩人再次進(jìn)行裝置定值的校核。

3.1.3裝置定值的漂移

(1)元器件老化及損壞

元器件的老化積累必然引起元器件特性的變化和元器件的損壞，不可逆轉(zhuǎn)的影響微機(jī)保護(hù)的定值，現(xiàn)場曾發(fā)生過因A/D轉(zhuǎn)換精度下降嚴(yán)重引發(fā)事故的情形。

(2)溫度與濕度的影響

微機(jī)保護(hù)的現(xiàn)場運(yùn)行規(guī)程規(guī)定了微機(jī)保護(hù)運(yùn)行的環(huán)境溫度與濕度的范圍。電子元器件在不同的溫度與濕度下表現(xiàn)為不同的特性，在某些情況下造成了定值的漂移。

(3)定值漂移問題

現(xiàn)場運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明：如果定值的漂移不嚴(yán)重，一般不影響保護(hù)的特性。如果定值的偏差≤5%，則可忽略其影響，當(dāng)定值的偏差≥5%時應(yīng)查明原因，才能投入運(yùn)行。變電站要加強(qiáng)定值的核對工作，且應(yīng)選擇有足夠良好運(yùn)行工況的裝置。

3.2電源問題

3.2.1逆變穩(wěn)壓電源問題

微機(jī)保護(hù)逆變電源的工作原理是將輸入的220V或110V直流電源經(jīng)開關(guān)電路變成方波交流，再經(jīng)逆變器變成需要的+5V、±12V、+24V等電壓，其在現(xiàn)場容易發(fā)生的故障分成以下情形。

(1)紋波系數(shù)過高

變電站的直流供電系統(tǒng)正常供電時大都運(yùn)行于“浮充”方式下。紋波系數(shù)是指輸出中的交流電壓與直流電壓的比值，交流成分屬于高頻范疇，高頻幅值過高會影響設(shè)備的壽命，甚至造成邏輯錯誤或?qū)е卤Ｗo(hù)拒動。因此要求直流裝置要有較高的精度。

(2)輸出功率不足或穩(wěn)定性差

電源輸出功率的不足會造成輸出電壓下降，若電壓下降過大會導(dǎo)致比較電路基準(zhǔn)值的變化，充電電路時間變短等一系列問題，從而影響到微機(jī)保護(hù)的邏輯配合，甚至邏輯功能判斷失誤。尤其是在事故發(fā)生時有出口繼電器、信號繼電器、重動繼電器等相繼動作要求電源輸出有足夠的容量。如果現(xiàn)場發(fā)生事故時，微機(jī)保護(hù)有時無法給出后臺信號或是重合閘無法實(shí)現(xiàn)等現(xiàn)象時，應(yīng)考慮電源的輸出功率是否因元件老化而下降。對逆變電源應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場管理，在定期檢驗(yàn)時一定要按規(guī)程進(jìn)行逆變電源檢驗(yàn)。長期實(shí)踐表明，逆變電源的運(yùn)行壽命一般在4—6年，到期應(yīng)及時更換。

3.2.2直流熔絲的配置問題

現(xiàn)場的熔絲配置是按照從負(fù)荷到電源**比**熔斷電流大的原則配置的，以便保證在直流電路上發(fā)生短路或過載時熔絲的選擇性，但是不同熔絲的底座沒有區(qū)別，型號混亂，運(yùn)行人員難以掌握，造成的后果是回路上過流時熔絲越級熔斷，建議設(shè)計(jì)者應(yīng)對不同容量的熔絲選擇不同的形式，以便于區(qū)別。同時現(xiàn)行微機(jī)保護(hù)使用的直流熔絲和小型空氣斷路器的特性配合值得很好的研究。

3.2.3帶直流電源操作插件

特別指出的是微機(jī)保護(hù)的集成度很高，一套裝置由幾塊插件組成，現(xiàn)場發(fā)生過多起在不停直流電源的情況下拔各種插件造成裝置損壞或事故。現(xiàn)場應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)督，必須做到一人操作一人監(jiān)護(hù)，嚴(yán)禁帶電插拔插件。

3.3 TA飽和問題

作為繼電保護(hù)測量TA對二次系統(tǒng)的運(yùn)行起關(guān)鍵作用，隨著系統(tǒng)短路電流急劇增加，在中低壓系統(tǒng)中電流互感器的飽和問題日益突出，已影響到繼電保護(hù)裝置動作的正確性。現(xiàn)場因饋線保護(hù)因電流互感器飽和而拒動，主變后備保護(hù)越跳主變?nèi)齻?cè)開關(guān)的事故時有發(fā)生。由于數(shù)字式繼電器采用微型計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，其主要工作電源僅有5V左右，數(shù)據(jù)采集部分的有效電平范圍也僅有10V左右，因此能有效處理的信號范圍更小，電流互感器的飽和對數(shù)字式繼電器的影響將更大。

3.3.1對輔助判據(jù)的影響

有的微機(jī)保護(hù)中采用IA+IB+IC=3I0(自產(chǎn)零序電流等于外接零序電流)作為電流互感器回路斷線和數(shù)據(jù)采集回路故障的輔助判據(jù)，這作為正常運(yùn)行時的閉鎖措施是非常有效的，但在故障且TA飽和時，就會使保護(hù)誤閉鎖，引起拒動。

3.3.2對基于工頻分量算法的影響

在TA飽和時，工頻分量與飽和角有關(guān)，故數(shù)字式繼電器的動作將受到影響。

3.3.3.對不同的數(shù)據(jù)采集方法的影響

在微機(jī)保護(hù)中，數(shù)據(jù)采集有2種比較典型的方法：VFC法和A/D法。由于VFC方法采集到的數(shù)據(jù)是信號在2個讀數(shù)間隔中的平均值，若輸入信號大于VFC的*高轉(zhuǎn)換電平，則產(chǎn)生截頂飽和。若保護(hù)算法中需連續(xù)5次的故障電流數(shù)據(jù)才能可靠動作，且飽和角為60°，則采樣頻率必須高達(dá)1800Hz，即每周期進(jìn)行36點(diǎn)采樣，做到這一點(diǎn)特別在中壓電力系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)保護(hù)裝置中是不經(jīng)濟(jì)的。

3.3.4防止TA飽和的方法與對策

對TA飽和問題，從故障分析和運(yùn)行設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)來看，主要采取分列運(yùn)行的方式或采取串聯(lián)電抗器的做法來限制短路電流運(yùn)行限制短路電流；采取增大保護(hù)級TA的變比以及用保護(hù)安裝處可能出現(xiàn)的*大短路電流和互感器的負(fù)載能力與飽和倍數(shù)來確定TA的變比；采取縮短TA二次電纜長度及加大二次電纜截面；保護(hù)安裝在開關(guān)廠的方法有效減小二次回路阻抗，防止TA飽和。

3.4抗干擾問題

運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明：微機(jī)保護(hù)的抗干擾性能較差，對講機(jī)和其他無線通訊設(shè)備在保護(hù)屏附近的使用會導(dǎo)致一些邏輯元件誤動作。現(xiàn)場曾發(fā)生過電焊機(jī)在進(jìn)行氬弧焊接時，高頻信號感應(yīng)到保護(hù)電纜上使微機(jī)保護(hù)誤跳閘的事故發(fā)生。新安裝、基建、技改都要嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)反事故技術(shù)措施。盡可能避免操作干擾、沖擊負(fù)荷干擾、直流回路接地干擾等問題的發(fā)生。

3.5保護(hù)性能問題

保護(hù)性能問題主要包括兩方面，即裝置的功能和特性缺陷。有些保護(hù)裝置在投入直流電源時出現(xiàn)誤動；高頻閉所保護(hù)存在頻拍現(xiàn)象時會誤動；有些微機(jī)保護(hù)的動態(tài)特性偏離靜態(tài)特性很遠(yuǎn)也會導(dǎo)致動作結(jié)果的錯誤。在事故分析時應(yīng)充分考慮到上述兩者性能之間的偏差。

3.6插件絕緣問題

微機(jī)保護(hù)裝置的集成度高，布線緊密。長期運(yùn)行后，由于靜電作用使插件的接線焊點(diǎn)周圍聚集大量靜電塵埃，在外界條件允許時，兩焊點(diǎn)之間形成了導(dǎo)電通道，從而引起裝置故障或者事故的發(fā)生。

3.7軟件版本問題

由于裝置自身的質(zhì)量或程序漏洞問題只有在現(xiàn)場運(yùn)行過相當(dāng)一段時間后才能發(fā)現(xiàn)。因此，繼電保護(hù)人員在保護(hù)調(diào)試、檢驗(yàn)、故障分析中發(fā)現(xiàn)的不正常或不可靠現(xiàn)象應(yīng)及時向上級或廠商反饋情況。

3.8高頻收發(fā)信機(jī)問題

在220kV線路保護(hù)運(yùn)行中，屬于收發(fā)信機(jī)問題仍然是造成縱聯(lián)保護(hù)不正確動作的主要因素，主要問題是元器件損壞、抗干擾性能差等，出問題的收發(fā)信機(jī)基本上都包括了目前各制造廠生產(chǎn)的收發(fā)信機(jī)。因此，收發(fā)信機(jī)的生產(chǎn)質(zhì)量一定要重視起來。應(yīng)注意校核繼電保護(hù)通信設(shè)備（光纖、微波、載波）傳輸信號的可靠性和冗余度，防止因通信設(shè)備的問題而引起保護(hù)不正確動作。另外，高頻保護(hù)的收發(fā)信機(jī)的不正常工作，也是高頻保護(hù)不正確動作的原因之一。如：收發(fā)信機(jī)元件損壞，收發(fā)信機(jī)起動發(fā)信信號產(chǎn)生缺口，高頻通道受強(qiáng)干擾誤發(fā)信，收發(fā)信機(jī)故障，收發(fā)信機(jī)內(nèi)連線錯誤，忘投收發(fā)信機(jī)電源，收發(fā)信機(jī)不能起到閉鎖作用，區(qū)外故障時誤動等。

4.微機(jī)保護(hù)事故處理的基本思路

4.1正確充分利用微機(jī)提供的故障信息

對經(jīng)常發(fā)生的簡單事故是容易排除的，但對少數(shù)故障僅憑經(jīng)驗(yàn)是難以解決的，應(yīng)采取正確的方法和步驟進(jìn)行。

4.1.1正確對待人為事故

有些繼電保護(hù)事故發(fā)生后，按照現(xiàn)場的信號指示無法找到故障原因，或者斷路器跳閘后沒有信號指示，無法界定是人為事故或是設(shè)備事故，這種情況的發(fā)生往往與工作人員的重視程度不夠、措施不力、等原因造成。人為事故必須如實(shí)反映，以便分析和避免浪費(fèi)時間。

4.1.2充分利用故障錄波和時間記錄

微機(jī)事件記錄、故障錄波圖形、裝置燈光顯示信號是事故處理的重要依據(jù)，根據(jù)有用信息作出正確判斷是解決問題的關(guān)鍵。若通過一、二次系統(tǒng)的**檢查發(fā)現(xiàn)一次系統(tǒng)故障使繼電保護(hù)正確動作，則不存在繼電保護(hù)事故處理的問題；若判斷故障出在繼電保護(hù)上，應(yīng)盡量維持原狀，做好記錄，做出故障處理計(jì)劃后再開展工作，以避免原始狀況的破壞給事故處理帶來不必要的麻煩。

4.2運(yùn)用正確的檢查方法

4.2.1逆序檢查法

如果利用微機(jī)事件記錄和故障錄波不能在短時間內(nèi)找到事故發(fā)生的根源時，應(yīng)注意從事故發(fā)生的結(jié)果出發(fā)，一極**往前查找，直到找到根源為止。這種方法常應(yīng)用在保護(hù)出現(xiàn)誤動時。

4.2.2順序檢查法

該方法是利用檢驗(yàn)調(diào)試的手段來尋找故障的根源。按外部檢查、絕緣檢測、定值檢查、電源性能測試、保護(hù)性能檢查等順序進(jìn)行。這種方法主要應(yīng)用于微機(jī)保護(hù)出現(xiàn)拒動或者邏輯出現(xiàn)問題的事故處理中

4.2.3運(yùn)用整組試驗(yàn)法

此方法的主要目的是檢查保護(hù)裝置的動作邏輯、動作時間是否正常，往往可以用很短的時間再現(xiàn)故障，并判明問題的根源。如出現(xiàn)異常，再結(jié)合其他方法進(jìn)行檢查。

4.3事故處理的注意事項(xiàng)

4.3.1對試驗(yàn)電源的要求

在進(jìn)行微機(jī)保護(hù)試驗(yàn)事要求使用單獨(dú)的供電電源，并核實(shí)用電試驗(yàn)電源是否滿足三相為正序和對稱的電壓，并檢查其正弦波及中性線是否良好，電源容量是否足夠等要素。

4.3.2對儀器儀表的要求

萬用表、電壓表、示波器等取電壓信號的儀器必須選用具有高輸入阻抗者。繼電保護(hù)測試儀、移相器、三相調(diào)壓器應(yīng)注意其性能穩(wěn)定。

5.提高繼電保護(hù)事故處理能力的途徑

掌握和了解繼電保護(hù)故障和事故處理的基本類型和思路是提高繼電保護(hù)故障和事故處理水平的重要條件，同時要加強(qiáng)下述幾個問題。

5.1掌握足夠必要的理論知識

5.1.1電子技術(shù)知識

由于電網(wǎng)中微機(jī)保護(hù)的使用越來越多，作為一名繼電保護(hù)工作者，學(xué)好電子技術(shù)及微機(jī)保護(hù)知識是當(dāng)務(wù)之急。

5.1.2微機(jī)保護(hù)的原理和組成

為了根據(jù)保護(hù)及自動裝置產(chǎn)生的現(xiàn)象分析故障或事故發(fā)生的原因，迅速確定故障部位，工作人員必須具備微機(jī)保護(hù)的基本知識，必須**掌握和了解保護(hù)的基本原理和性能，熟記微機(jī)保護(hù)的邏輯框圖，熟悉電路原理和元件功能。

5.2具備相關(guān)技術(shù)資料

要順利進(jìn)行繼電保護(hù)事故處理，離不開諸如檢修規(guī)程、裝置使用與技術(shù)說明書、調(diào)試大綱和調(diào)試記錄、定值通知單、整組調(diào)試記錄，二次回路接線圖等資料。

5.3運(yùn)用正確的檢查方法

一般繼電保護(hù)事故往往經(jīng)過簡單的檢查就能夠被查出，如果經(jīng)過一些常規(guī)的檢查仍未發(fā)現(xiàn)故障元件，說明該故障較為隱蔽，應(yīng)當(dāng)引起充分重視，此時可采用逐級逆向檢查法，即從故障現(xiàn)象的暴露點(diǎn)入手去分析原因，由故障原因判別故障范圍。如果仍不能確定故障原因，就采用順序檢查法，對裝置進(jìn)行**的檢查。

5.4掌握微機(jī)保護(hù)事故處理技巧

在微機(jī)保護(hù)的事故處理中，以往的經(jīng)驗(yàn)是非常寶貴的，它能幫助工作人員快速消除重復(fù)發(fā)生的故障，但技能更為重要，現(xiàn)針對微機(jī)保護(hù)的特點(diǎn)總結(jié)如下。

5.4.1替代法

該方法是指用規(guī)格相同、功能相同、性能良好的插件或元件替代被懷疑而不便測量的插件或元件。

5.4.2對比法

該方法是將故障裝置的各種參數(shù)或以前的檢驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行比較，差別較大的部位就是故障點(diǎn)。

5.4.3模擬檢查法

該方法是指在良好的裝置上根據(jù)原理圖（一般由廠家配合）對其部位進(jìn)行脫焊、開路或改變相應(yīng)元件參數(shù)，觀察裝置有無相同的故障現(xiàn)象出現(xiàn)，若有相同的故障現(xiàn)象出現(xiàn)，則故障部位或損壞的元件被確認(rèn)。

6 結(jié)語

本文從微機(jī)保護(hù)自身特點(diǎn)和現(xiàn)場實(shí)際經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，結(jié)合長期處理繼電保護(hù)事故和故障的經(jīng)驗(yàn)和方法，對微機(jī)保護(hù)發(fā)生事故或故障的共性原因進(jìn)行了一般性分類，并在一定范圍內(nèi)總結(jié)了處理事故的思路及方法，介紹了提高處理事故和故障能力的基本途徑。實(shí)踐表明，上述思路和方法具備一定的實(shí)用性和可操作性。