河北省南部电网继电保护设备运行统计分析

2010-11-16任江波齐少娟

河北电力技术 2010年6期

关键词：南网故障率河北

任江波，齐少娟，萧彦

(河北电力调度通信中心，石家庄 050021)

1 继电保护设备状况

1.1 保护设备微机化率

截至2009年底，河北省南部电网(简称“河北南网”)220 kV及以上系统共有继电保护设备2 810台，微机化率为99.3%，其中线路保护微机化率达到100%。

500 kV系统中，线路保护、主变压器保护微机化率为100%；44套500 kV母线保护中有14套中阻抗型母线保护，微机化率仅为68.2%。

220 kV系统中，线路保护和主变压器保护微机化率均为100%。220 kV变电站中的295套母线保护中有4套中阻抗母差，微机化率为98.6%。

国家电网公司关于保护设备微机化率目标[1]为：“十一五”末220 kV及以上系统保护微机化率达到98%，220 kV及以上线路保护微机化率达到100%。河北南网已经提前实现这一目标。

1.2 保护设备双重化率

500 kV系统中，线路保护、主变压器保护、母线保护均为双重化配置。

220 kV系统中，线路保护和主变压器保护双重化率、微机化率均为100%；11座500 kV变电站和120座220 kV变电站中，共有128座变电站的220 kV母线保护实现了双重化配置，双重化率97.7%。(上述数据不包括电厂及用户站)。

220 kV变电站中，仍有3个变电站未实现母线保护双重化，建议相关单位能够进行改造，以维护设备安全及电网安全。

1.3 线路纵联保护及通道类型

截至2009年底，在河北南网220 kV及以上的全部347条线路中，采用载波通道的纵联保护设备338台，其余采用光纤通道的纵联保护设备978台(其中包括950台差动保护和28台允许式保护)，所占比例如图1所示。

图1 2009年河北南网220 kV及以上线路纵联保护通道统计

按照线路分类统计，共有213条线路配置双套光纤差动保护；63条线路配置一套光纤差动保护和一套高频载波保护；49条线路配置双套高频载波保护；7条线路配置一套高频载波保护和一套光纤允许式保护；6条线路配置一套光纤差动保护和一套光纤允许式保护；1条线路配置双套光纤允许式保护。几种不同配置所占比例如图2所示。

图2 2009年河北南网220 kV及以上线路保护配置情况统计

目前，河北南网正在积极推进线路保护光纤化改造工作，光纤化率正在不断提高。

原理先进的光纤电流差动保护，在河北南网220 kV及以上线路保护中所占比例不断提高，但是使用载波通道的高频保护的比例仍然比较高，可靠性差，不利于电网安全。条件具备时，应尽可能将其更换为光纤电流差动保护。

2 继电保护设备动作统计分析

2.1 故障类型和设备故障率

截至2009年底，河北南网共有220 kV线路298条，总长度7 920 km，2009年发生故障50次，故障率为0.63 次/(100 km·a)，较2008年降低0.07 次/(100 km·a)。其中，单相接地故障45次，相间短路或相间短路接地故障5次。

500 kV线路29条(不含网间联络线)，全长2 393 km，2009年发生单相接地故障7次，故障率为0.29 次/(100 km·a)，与2008年相比增加0.19 次/(100 km·a)。

河北南网220 kV及以上线路总长度10 313 km，2009年共发生故障57次，故障率为0.53次/(100 km·a)，较2008年降低0.04 次/(100 km·a)。图3为2009年线路按月统计的故障次数。

图3 2009年河北南网220 kV及以上线路故障按月统计情况

2009年220 kV及以上线路单相接地故障在线路保护动作后(相间短路或相间短路接地故障不重合，短引线等保护动作后不重合)，27次重合成功，22次重合不成功，重合成功率为55.1%，较2008年降低14.9%。

220 kV母线300条(不含旁路母线)，全年发生故障1次，故障率为0.33 次/(100 条·年)，较2008年降低0.05 次/(100 条·年)；500 kV母线32条，全年未发生故障(2008年未发生此类故障)。

220 kV降压变压器共261台，全年发生差动保护范围内故障5次，故障率为1.92 次/(100 台·年)，较2008年降低0.13 次/(100 台·年)；500 kV降压变压器23台，全年未发生故障(2008年未发生此类故障)。

100 MW及以上发电机组56台，全年发生故障2次，故障率为3.57 次/(100 台·年)(2008年未发生此类故障)。

2.2 继电保护及安全自动装置动作统计数据

2009年，河北南网全部继电保护装置共动作10 139次，正确动作率为100%；220 kV及以上系统保护共动作1 212次，正确动作率为100%，500 kV系统不含网间联络线)保护共动作251次，正确动作率为100%，500 kV网间联络线保护共动作110次，正确动作率为100%。故障录波应评价375次，完好372次，完好率为99.20%。

2009年，220 kV及以上一次设备故障率整体上较2008年有所降低。由于线路故障与天气具有明显的相关性，而2009年由恶劣天气造成的永久性线路故障所占比例较大，因此2009年线路故障后重合成功率较2008年明显降低。

2009年，河北南网继电保护正确动作率达到100%，实现了继电保护作业“零失误”。

3 继电保护设备缺陷统计分析

2009年河北南网220 kV及以上系统保护设备共发生缺陷175起，具体为：“保护装置本体缺陷”87起，“故障录波器及故障信息子站缺陷”27起，“二次回路缺陷”25起，“高频通道缺陷”8起，“光纤通道缺陷”28起，分类统计见表2。

从表2可见，2009年河北南网继电保护缺陷呈现出以下几个特点。

a. 装置本体缺陷所占比例依然是最高的，次数(87次)占缺陷总次数的49.7%。

表2 2009年河北南网220 kV及以上保护设备缺陷类型统计

缺陷部位缺陷原因发生缺陷次数占该类缺陷比例保护装置本体(含收发信机)元器件损坏5462.1%电源损坏1618.4%接触不良11.1%其他1618.4%合计87100%录波器及子站元器件故障、死机等27-二次回路接触不良、断线、接线错误、绝缘损坏25-高频通道高频通道衰耗变化675%接触不良00%高频电缆缺陷225%其他缺陷00%合计8100%光纤通道光设备故障00%光电接口缺陷1035.7%接触不良621.4%光纤通道断828.6%其他缺陷414.3%合计28100%

b. 故障录波器及故障信息子站的缺陷(27次)较2008年(18次)有明显增加。

c. 二次回路缺陷(25次)较2008年(16次)也有明显增加。

d. 高频通道缺陷依然维持在发生次数较少的水平，全年发生8次。

e. 光纤通道缺陷依然高发，共发生28次，但与前3年(40次左右)相比有显著下降。