浅谈继电保护在运行过程中的误动及解决措施

张 莉，杨启军，王 灿

（重庆电力高等专科学校，重庆 400053）

浅谈继电保护在运行过程中的误动及解决措施

张 莉，杨启军，王 灿

（重庆电力高等专科学校，重庆 400053）

继电保护装置不正确动作的原因是多样的，有技术原因、设备原因、人为原因等。通过分析保护装置误动，找出其解决措施，对进一步提高保护装置动作的正确率是至关重要的。

继电保护;误动;定值;拒动

随着微电子技术的迅速发展，继电保护装置发生了新飞跃，计算机技术、网络技术等高新技术在继电保护应用中得到了广泛采用。现代的微机保护在继电保护的可靠性上是越来越强，但据国家电网统计，全国还是有2%左右的不正确动作［1］，对电力系统的安全、稳定运行危害很大;尤其是超高压系统的继电保护不正确动作，往往使事故扩大、造成电网稳定性破坏、大面积停电、设备损坏等，对国民经济造成严重损失，教训是沉痛的。有些不正确动作，多少年来，虽经多次反事故措施，仍不断重复发生，如TV二次回路需在继电保护小室一点接地，至今仍因TV二次回路在升压站、继电保护小室多点接地，造成继电保护不正确动作的事故时有发生。还有元器件质量、二次回路设计不当等也使继电保护常常不正确动作。提高继电保护正确动作率需要科研制造、设计、运行单位的共同努力。

本文通过对国家电力调度通信中心收集的215例典型案例进行分析，发现继电保护装置在运行过程中造成误动的原因主要有从以下几方面:

1 误整定与误配置

1.1 人为误整定

如某电厂在整定发电机比率制动的差动保护时，起始动作电流（Iact.0=0.9）取得太小，而拐点电流（Ibrk.0=5.2）取得太大，且比率制动系数（取为0.3）过小，导致了差动保护误动作;而正确的起始动作电流 Iact.0=（0.2 ～ 0.5）IN.T，拐点电流 Iact.0=（0.8 ～1.0）IN.T，比率制动系数一般为 0.3～ 0.5［2］。

再如，某电厂在对1#主变的比率制动的差动保护定值整定中，因其220kV与110kV侧的TA二次电流均为1A，而10kV侧TA二次电流为5A，在整定平衡系数时10kV侧未乘以5，以致差动保护在区外故障时发生了误动。

1.2 低电压元件取值错误

如某变电站220kV的2#主变，低压66kV侧发生BC两相短路故障，复合电压起动的过电流保护拒动，造成上一级保护越级跳闸。此案例即为整定人员在整定低压闭锁元件时只取了220kV侧的电压，整定值为65V，而在上述故障下反应到220kV侧的相间电压为85V，故引起了拒动。

1.3 保护配置不合理

如某电厂为3/2接线，却用了相电流速断保护兼作短引线保护，导致相电流速断保护的选择性与短引线保护的灵敏度无法兼顾，在整定时定值选取略大（为保证引线故障时的灵敏度）而导致线路反向出口故障时出现了越级跳闸。

1.4 调试错误

如某电厂在对1#主变检修结束后进行的断路器冲击合闸试验时，2#发电机的负序电流保护误动作。原因就是现场在设置负序过电流保护定值时，采用的是单相法模拟两相短路通电调试定值，但忘记乘以，因此实际值和要求值相比偏小了倍，在1#主变冲击合闸时，因励磁涌流出现负序电流而导致了保护误动的结果。

从此可以看出:作为保护定值整定的专职人员应具备必须的理论知识，掌握保护的正确配置与正确的计算方法;保护的定值在使用一定时间后应及时校核，尤其是当系统结构、参数发生变化后，必须对运行中的相关设备定值进行认真校核计算;另外由传统保护改为微机保护后，现场运行维护及调度人员一定要仔细阅读说明书，并理解和掌握新原理保护的整定计算与调试。

2 装置元件的问题

2.1 电子元件的零点漂移

现代的微机保护装置多由电子元件构成，在使用过程中，由于温度与湿度的影响会导致电子元件的特性受到影响而出现零漂。

如果零漂不太严重，则不会影响保护的性质。电力部规定零漂偏差≤5%，可忽略其影响;但零漂偏差＞5%时，应查明原因，处理后才能将保护投入使用。

例如，某无人值班变电站一条10kV线路1天内误动20次，原因就是采样值漂移超过了整定值，在更换采样保持原件后恢复了正常。

2.2 元器件老化及损坏

元器件的老化有一个过程，积累的结果必然引起元器件特性的变化，同时影响到保护的定值。而元器件一旦损坏，对继电保护装置的影响最直接，而且是不可逆转的;如微机保护的开关量输出回路中的三极管击穿，会导致保护出口误动作，如图1所示:

图1 开关量输出回路

再如，某变电站进行倒闸操作时，因WXB-11C保护9#插件中b10与z10击穿而形成短路，在手合断路器时，使保护发生了误动跳闸，如图2所示。

图2 故障简图

2.3 插件绝缘损坏

微机保护装置集成度高，布线紧密，长期运行后由于静电作用，会使得插件接线焊点周围聚集静电尘埃，在外界条件允许时，两焊点之间出现导电通道，从而引起装置故障或者事故。如跳闸回路出现接地，会导致保护误动作，如图3所示。

由上可看出:保护装置在使用一定时间后，应定期检查各回路的插件、绝缘等，做到有备无患，对于绝缘或电子元件有薄弱环节的应提前更换。

图3 跳闸回路绝缘损坏

3 接线错误

3.1 电流互感器极性接反造成保护误动

如1997年某厂2#主变差动保护的电流互感器极性接反，导致在区外故障时发生误动，以及在1998年某变电站1#主变的差动保护就因电流互感器极性接反，在区外10kV出线发生故障时造成误动。

3.2 电压互感器接线错误导致保护误动跳闸

某电站的I回线单相接地故障，线路过电压保护在线路两侧切除故障后，发生了过电压保护误动作跳三相的事故，原因就是TV两点接地，使开口三角形上电压加到了二次电压中性点上而引起的。

除以上情况外，还有TA二次回路开路使综合自动化变电站死机、电流回路两点接地使零序方向保护误动、TV三次绕组引出线极性接反引起高频保护误动，或将动断触点接成动合触点造成保护误动等。因此，作为施工人员一定要认真仔细地阅读图纸，施工完后，现场运行维护人员一定要认真调试。

4 误碰误操作

如1989年德州电业局在处理其他故障时有人误碰防跳继电器，直接造成110kV陵德线路断路器跳闸。

再如某热电厂在2#主变保护的逻辑插件上指示灯发出暗光时，其继电保护维护人员在带电拔出该插件进行更换时，导致该保护装置的逻辑混乱，使出口动作，跳开2#主变两侧断路器的事故。

此外，还有带电拔除插件进行更换时将电源插件烧毁、或误碰短路将直流熔丝熔断、或将TV的二次回路短路等违章现象的出现，提醒继电保护人员在二次回路上工作时须先做好安全措施，填用继电保护安全措施票，对继电保护人员做进一步的安全教育和复杂二次回路的技术培训。

5 设计存在漏洞

在1989年6月29日，某水电厂一条220kV线路，使用PXH-107/AJ型高频闭锁距离、零序电流方向纵联保护装置。在区外发生C相接地短路故障时，误动作跳开三相断路器，其出口跳闸回路如图4（a）所示。

图4 高频闭锁式纵联保护区外故障误动跳闸有关回路

经过现场调查，根据图4（b）的跳闸框图所对应的图4（c）跳闸逻辑框图，图中在正常情况下，V1和V6均为截止状态。区外故障时，对侧为反方向，故发出连续信号。本侧“收信”回路一直收到对侧的闭锁信号，V1管本应饱和导通，A点为低电平。本侧为正方向，“保护停信”端B点虽出现高电平，但因A点为低电平故不会引起误动作跳闸。通过检验发现A点出现高电平，检测V1管的be结断了，bc结电阻为4kΩ。因此A、B点均出现了高电平，所以V6管导通，KMO开放继电器动作。由图4（a）可知，零序电流及零序功率方向元件的停信继电器KMS的动合触点闭合，KSO启动信号回路，出口跳闸继电器KCO动作跳开三相断路器。

从此案例可以看出，该保护装置的设计存在一定的漏洞，应对此进行改进，如图4（d）所示，即在原电路中应增加一闭锁环节。在正常运行时C、D两点电位相反，与门无输出，故闭锁继电器KL不动作。当“收信”输出到KMO的起动回路中间电路在有问题时，C点电平会变高，在检验通道时与门有输出，启动KL继电器发出告警，同时闭锁出口回路。

6 抗干扰能力差

现代的微机保护主要由电子元件构成，其抗干扰性能与电磁型、整流型的保护相比较差。主要的干扰源有:内部干扰和外部干扰。内部干扰主要由在内部继电器触点切换时产生的强高频电磁信号所引起;外部干扰主要由接线端子排从外界引入的浪涌电压所引起。

解决方法:在硬件上为了防止外部浪涌电压所引起的干扰，必须保证端子排任一点同微机部分无电的联系，如用光电隔离和屏蔽;为了防止内部干扰，可以采用电源滤波、屏蔽电缆、印制电路板、实行联网等;另外，在软件上可以进行对输入数据的纠错、运算结果进行核对、出口进行闭锁和自动检测等措施。

除此之外，规定在保护屏附近严禁使用对讲机、无线电通信工具、电焊机等设备。

7 所使用的工作电源问题

7.1 逆变稳压电源

逆变稳压电源在使用过程中，如发生以下情况均会导致保护不正确动作:

①纹波系数过高。会导致高频信号幅值过高，影响设备的寿命，还可能造成逻辑的错误，导致保护误动作。调试时，应按要求将波纹系数控制在规定的范围以内。

②输出功率不足。会造成输出电压下降，如下降幅度过大，会导致比较电路基准值发生变化，充电电路时间变短等一系列问题，影响到逻辑配合，甚至逻辑判断功能错误。尤其是在保护动作时，有的出口继电器、信号继电器相继动作，要求电源的输出有足够的容量。

③稳压性能差。如电压过高或过低都会对保护性能有影响。

7.2 电池浮充供电的直流电源以及UPS供电的电源

由于充电设备滤波稳压性能较差，所以很难保证波形的稳定性，即纹波系数严重超标。

在电力系统中除了以上原因外，还有一些其它方面的原因，在此就不一一列举了。总之要想提高继电保护装置正确动作，设计人员在设计时应尽量避免出现设计缺陷;厂家生产时尽量要保证元器件的质量、提高抗电磁干扰的能力;整定计算人员应熟悉每个保护的基本原理，整定时应仔细校核，如果继电保护的可靠性与灵敏度及选择性发生了矛盾，应更注重防止保护装置的拒动;另外为了确保电网的安全，提高继电保护的可靠性，对一些重要的线路和设备必须坚持设立两套不同厂家生产、不同原理的、相互独立的保护的原则，防止因保护拒动造成大面积的停电事故;调试人员也要具备必要的继电保护原理知识，调试时以高度负责的态度;运行维护人员在运行中多注意观察设备的情况，仔细维护，只有这样才能保证继电保护装置的正确动作，提高供电的可靠性，提高电能质量，减少国民经济损失。

［1］ 国家电力调度通信中心.电力系统继电保护典型故障分析［M］.北京:中国电力出版社，2001.

［2］ 郭光荣.电力系统继电保护［M］.北京:高等教育出版社，2006.

A Study on The Mal-operations in The Operational Process of The Relay Protection And Relevant Solutions

ZHANG Li，YANG Qi-jun，WANG Can
（Chongqing Electric Power College，Chongqing 400053，China）

There are many causes for mal-operations of relay protection equipments such as technical problems，relay problems and human errors.This essay analyzes the causes for mal-operations and gives relevant solutions to reduce the mal-operation rate.

relay protection;mal-operations;set value;operational failures

TM774

B

1008-8032（2011）01-0078-04

2010-09-26

张 莉（1972－），讲师，研究方向:继电保护。