2009年浙江电网220 kV及以上系统继电保护设备运行分析

钱建国，周 芳，邹 晖，宋东驰

（1.浙江电力调度通信中心，杭州 310007；2.杭州市电力局，杭州 310009）

1 2009年继电保护设备情况

截至2009年底，浙江电网220 kV及上系统投用的继电保护及安全自动装置共8 270台，其中：变压器保护1 283台，母线保护485台，线路保护2 975台，母联充电解列保护378台，断路器保护（断控单元）1 699台，故障录波器598台，其它保护装置852台，分类统计见表1。

1.1 保护装置微机化情况

至2009年底，浙江电网220 kV及以上系统共有微机型保护装置6 617台，微机化率为97%（不计故障录波器和其他辅助保护）。其中：微机型变压器保护装置1 241台，微机化率为96.7%；微机型母线保护装置438台，微机化率为90.3%；微机型线路保护装置2 975台，微机化率为100%；微机型充电解列保护装置354台，微机化率为93.7%；微机型断路器保护装置1 609台，微机化率为94.7%，分类统计见表2。

表1 220 kV及以上系统继电保护设备统计 台

表2 220 kV及以上系统继电保护装置微机化率统计 %

在各主要保护类别中，母线保护微机化率最低，为90.3%，这主要是因为系统中还有部分RADSS中阻抗母差保护。

1.2 保护装置国产化情况

至2009年底，220 kV及以上系统共有国产保护6 052台，保护装置国产化率为78.8%（不计故障录波器）。其中：国产变压器保护1 033台，国产化率为80.5%，各电力局的变压器保护已经全部实现国产化，而发电厂尚有部分进口的变压器保护。国产母线保护321台，国产化率为66.2%；国产线路保护2 486台，国产化率为83.6%；国产充电解列保护装置378台，国产化率为100%；国产断路器保护装置1 273台，国产化率74.9%，分类统计见表3。

表3 220 kV及以上系统继电保护装置国产化率统计 %

500 kV系统主要采用进口保护，其国产化率远低于220 kV系统。

在各主要保护类别中，母线保护国产化率最低，仅为66.2%。

1.3 保护装置双重化情况

至2009年底，500 kV线路保护、母线保护及变压器保护装置已经全部实现双重化配置，220 kV线路保护也已全部实现双重化，尚有个别220 kV主变保护仍为单套配置，220 kV母线保护的双重化率最低，分类统计见表4。

表4 220 kV及以上系统主要保护设备双重化率统计 %

220 kV母线保护的双重化率远低于其他主设备保护，甚至还有个别500 kV变电所的220 kV母线保护仍为单套保护。部分单位220 kV主变保护也未完全双重化。

1.4 线路保护光纤化情况

至2009年底，浙江电网220 kV及以上系统线路共有纵联保护2 929台，其中采用光纤通道1 762台，采用载波通道1 167台，光纤化率为60.74%。光纤通道在500 kV系统中得到广泛应用，占93.4%；载波通道在220 kV系统中应用较多，占45.64%。

1.5 保护装置运行年限情况

至2009年底，220 kV及以上系统共8 270台保护装置中：投产5年以内的有5 674台，占68.6%；运行 5年至 10年的有 2 383台，占28.8%；运行10年以上的有213台，占2.6%。

1.6 国内外保护厂家市场占有率

近年来，国产保护因其技术水平高、产品质量好、售后服务佳和运行业绩优秀，在电网中得到广泛应用，并占据主导地位，保护国产化率逐年提高。

主要国内厂家保护市场占有率情况如下：南瑞继保2 640台，占国产保护的43.5%；国电南自1 408台，占23.2%；北京四方1 718台，占28.3%；深圳南瑞236台，占3.89%；许继电气8台，占0.13%；国内其他厂家53台，占0.87%。

主要国外厂家保护市场占有率情况如下：AREVA（ALSTOM）公司 588台，占36.3%；ABB公司811台，占进口保护的50.1%；GE公司156台，占9.64%；三菱公司17台，占1.05%；SEL公司11台，占0.68%；西门子公司4台，占0.24%。

2 2009年继电保护运行情况

2.1 保护动作情况

2009年全省继电保护及安全自动装置一共动作26 809次，正确动作26 809次，动作正确率100%，与去年持平，其中：220 kV及以上系统保护装置共动作1 254次；500 kV系统保护装置共动作295次；元件保护装置共动作23次。220 kV及以上故障录波器共动作342次，录波完好率100%。

2.2 220 kV及以上系统一次设备故障情况

2.2.1 线路

截至2009年底，全省已投运500 kV线路共102条，线路总长度5 762.87 km。全年共发生故障30次，其中：单相接地故障29次，两相短路故障1次，故障率为0.52次/百千米·年。

全省已投运220 kV线路626条，线路总长度为12 280.99 km。全年共发生故障148次，其中：单相接地故障130次，两相短路接地故障11次，两相短路故障3次，发展性故障2次，同杆并架双回线跨线故障2次；故障率为1.2次/百千米·年。

2.2.2 母线

截至2009年底，全省已投运500 kV母线94条，全年未发生故障。

全省已投运220 kV母线496条，全年共发生1次故障，故障为塘岭变220 kV副母线两相短路故障。故障率为0.20次/百条·年。

2.2.3 变压器

截至2009年底，全省已投运500 kV变压器81台，全年共发生1次故障，为玉环电厂1号主变高压侧出线门架A相瓷瓶闪络接地故障。故障率为1.23次/百台·年。

全省已投运220 kV变压器499台，全年共发生5次故障，分别为：镇海电厂3号高压备变低压侧出线故障、飞云变1号主变35 kV侧故障、滩坑电厂3号厂变高压侧接线内部短路故障、里洋变2号主变110 kV侧故障、紧水滩电厂2号主变110 kV侧故障。故障率为1.0次/百台·年。

2.2.4 发电机

截至2009年底，全省已投运100 MW及以上发电机87台，全年共发生4次故障，分别为：萧山电厂3号发电机中性点流变TA绕组断线、兰溪电厂3号发电机差动保护中性点侧TA端子箱A相电缆故障、钱清电厂2号机定子接地故障、半山电厂1号发电机定子接地故障。故障率为4.6次/百台·年。

3 2009年继电保护运行可靠性

3.1 保护装置存在的主要问题

2009年浙江电网220 kV及以上继电保护装置共发生缺陷376条，其中：保护装置本体缺陷为169条，占总缺陷次数的44.9%；线路纵联保护通道及通道加工设备缺陷126条，占总缺陷次数的33.5%；二次回路及辅助继电器缺陷19条，占总缺陷次数的5.1%；故障录波器缺陷58次，占总缺陷次数的15.4%；其它缺陷4次，占总缺陷次数的1.1%。

图1 2009年浙江电网继电保护缺陷分类情况

从总体缺陷情况来看，主要存在以下几个问题：

（1）高频通道及其加工设备缺陷多。由于光纤保护的推广应用，与往年相比高频通道缺陷占总缺陷次数的比率有所下降，但仍然占据较大比重。因线路不明原因干扰导致线路双高频同时告警的现象仍有发生。

（2）部分厂家的保护装置缺陷比较集中，尤其是进口保护装置，缺陷频繁且售后服务较差，已经严重影响电网的正常运行。如ABB公司的保护装置曾发生家族性缺陷，但厂方一直没有彻底的改进措施；AREVA公司的LFZR保护装置厂方已经不提供备品备件。

（3）故障录波器问题仍然较多，如部分厂家售后服务能力不足、录波器后台机受病毒感染严重、部分单位对故障录波器缺陷处理不及时等。

（4）第一代微机保护装置（如WXB-11C、LFP-900）缺陷率较高，需要加快保护改造。

3.2 保护装置本体故障情况

截至2009年底，220 kV及以上保护装置共7 672台，故障169次，保护装置故障率为2.20次/百台·年。其中：变压器保护装置共1 283台，故障32次，故障率为2.49次/百台·年；母线保护装置共485台，故障12次，故障率为2.47次/百台·年；线路保护装置共2 975台，故障87次，故障率为2.92次/百台·年；断路器保护装置共1 699台，故障32次，故障率为1.88次/百台·年；充电解列保护装置共378台，故障1次，故障率为0.27次/百台·年；其他保护装置共852台，故障5次，故障率为0.59次/百台·年。

故障录波器598台，故障58次，故障率为9.70次/百台·年；信号传输装置故障62次。

2009年各保护装置制造厂家220 kV及以上系统全部保护装置缺陷率情况见图2。

图2 各生产厂家全部保护装置缺陷率

从各类保护的运行情况看，220 kV保护装置运行情况较为良好，而500 kV保护 （特别是进口保护）由于管理不力、售后服务力量薄弱，运行状况堪忧。

第一代微机保护装置的缺陷率明显高于其他保护装置，国电南自的WXB线路保护装置缺陷率为15.87%（国电南自全部保护缺陷率为4.12%、线路保护缺陷率为6.03%），南瑞继保的LFP系列线路保护装置缺陷率为7.43%（南瑞继保全部保护缺陷率为1.29%、线路保护缺陷率为1.71%）。究其原因主要是保护装置已经到达或接近其设计运行年限，需要对其加快进行改造。

3.3 纵联保护通道及通道加工设备故障情况

2009年全省共发生纵联保护通道及通道加工设备缺陷126次，其中光纤通道缺陷20次，占15.9%；高频通道缺陷106次，占84.1%。相比光纤保护，高频保护抗干扰性较差，极易受到天气、运行方式及外部干扰信号的影响。特别是在2008年初的冰雪灾害中，高频保护通道频繁告警，甚至出现同一线路的2套高频保护因衰减率过大而同时中断的现象，严重影响了系统的安全稳定运行。

收发信机及保护信号转换装置缺陷62次，占纵联保护通道及通道加工设备总缺陷的49.2%。其中南瑞继保LFX-912收发信机故障60次，CSY-102故障2次。

3.4 故障录波器故障情况

2009年故障录波器共发生缺陷58次，其中深圳双合SH-2000C缺陷12次，南京银山YS-8/89A缺陷8次，中恒博瑞BR-WGL-102缺陷5次，北京莱姆BEN-5000缺陷4次，哈德威IDM缺陷8次，国电武仪WGL录波器故障11次，南京能发RFW-200缺陷1次，中元华电ZH-1故障3次，成都府河FH-3000故障1次，北京电研BEN5000故障2次，上海涌能YS89A故障2次，南瑞继保PCS996故障1次，因设置不良造成故障录波器缺陷3次。

4 总体评价

4.1 运行情况总体评价

2009年，通过提高继电保护的装备水平、技术水平，积极推进继电保护状态检修，加强全过程、全方位管理，浙江电网继电保护的运行水平不断提高，全部保护装置的正确动作率继续保持100%。2009年全省继电保护总体运行情况良好，有效地抵御了雷电、台风、大雾等自然灾害，切实保证了整个浙江电网的安全稳定运行。

4.2 设备情况总体评价

2009年，浙江电网建设继续保持快速发展，大量新设备投入运行，技术改造力度不断加强。电网的快速发展，促进了继电保护技术水平的不断提高。新建工程中均采用技术先进、质量可靠的微机保护装置；同时，省电力公司积极采取有效措施，加大技改资金投入力度，加快了老旧继电保护设备的更新改造步伐。随着电网的发展和继电保护技术改造的大力投入，2009年浙江电网继电保护设备总体水平不断提高：全省220 kV及以上继电保护装置的微机化率、双重化率进一步提高，220 kV及以上线路保护的光纤化率显著提高，主保护缺陷率进一步下降，有效地增强了电网抵御自然灾害、抵御事故冲击的能力。总结2009年继电保护设备情况，有以下几个特点：

（1）继电保护装置数量快速增长。2009年浙江电网220 kV及以上系统投产的继电保护装置达到1 035台，占全部装置数量的14.31%。

（2）设备技术水平稳步提高。微机保护在电网中得到了广泛的应用，新建和技改的保护设备均已采用微机保护。

（3）国内厂家生产的继电保护产品在浙江电网的应用范围不断扩大。220 kV系统国产保护已经达到98.2%，500 kV系统中国产保护的比率稳步提升。

（4）光纤通道得到广泛应用。2009年220 kV及以上系统线路纵联保护采用光纤通道的占61.%，尤其是500 kV系统中光纤通道已占绝对优势，达到92.23%，而220 kV系统中光纤保护也已占据主导地位。

（5）设备总体情况良好。2009年浙江电网处于设备有效寿命周期范围的保护装置占95%以上，继电保护装置本体设备缺陷率继续保持较低水平，运行情况稳定。

4.3 存在问题及对策

（1）我省继电保护现场作业中仍然存在较大的安全隐患，需要加强现场作业管理，严格按照现场标准化作业要求，采取相应安全措施，特别是加强重点工程的安全监护工作，有效防止人员“三误”事故。

（2）全省保护装备发展程度并不平衡，部分单位仍有电磁型220 kV主变保护、母联充电保护在运行，全省220 kV母线保护双重化率仅18.8%，还有个别500 kV变电所的220 kV母线保护仍为单套配置；第一代微机型线路保护装置（WXB、LFP系列）已达到或接近其设计的运行年限，逐步暴露出一些影响电网安全运行的苗头。因此需要尽快更换超期服役的保护装置，进一步提升继电保护装备水平。

（3）部分厂家的保护装置集中出现家族性缺陷，严重影响了系统的正常运行。需要加强继电保护备品备件管理，尤其应保证重点厂站、重点设备易损备品备件的数量，确保能够提供充足的备品备件，满足消缺需要，并进一步提高缺陷处理响应速度；同时需加强缺陷分析，及早发现家族性缺陷的苗头。

（4）各单位继电保护设备台帐管理水平和设备分析工作开展不平衡，保护设备基础数据不够完备，数据填报的完整性、准确性、及时性亟待加强；同时，各单位还需及时进行继电保护设备分析、运行分析和状态评估，完善动作统计分析，切实做到设备管理规范化、运行分析精细化。