变电所继电保护故障分析与应对

戎娅洁

摘要：本文主要结合一些故障实例，就变电所继电保护故障的分析和应对措施作了一些分析和探讨。

关键词：变电所；继电保护；故障；分析；处理

中图分类号：TM411文献标识码： A

变电所继电保护故障原因有多方面，如设计不合理、原理不成熟、制造缺陷、定值问题、调试问题、以及运行维护不良等。当继电保护或二次设备出现问题以后，有时很难判断故障的根源，只有找出故障的根源，才能有针对性的加以消除。查找继电保护故障的原因对现场的事故分析处理是非常必要的，本文主要从技术角度出发，结合一些故障实例，就变电所继电保护故障的分析和应对措施作一些分析和探讨。

一、定值问题故障的处理和应对

定值问题主要有，整定计算的错误，以及保护人员设备上定值输入错误（看错数，看错位，漏整定）等。产生定值问题的根本原因，主要是工作不仔细，检查手段落后，才会造成故障的发生，因此现场的继电保护的整定必须认真操作，仔细核对，尤其要把握好、利用好通电检验定值这一关，才能避免错误的出现。

多CPU保护，有备用定值区时，在整定备用定值区时，需对无备用定值区的CPU在相应的备用定值区内复制正常定值，以免在运行人员在切换定值区后，无备用定值区的CPU因读不到保护定值，而出错。对于部分定值单上只有一次定值，勿将一次值直接整定！CT变比也是保护整定项目，对新投线路、改扩建设备尤其要重视该问题！如某110kV变电所线路连续发生三次无故障跳闸，跳闸原因分析：检查发现CT变比实际为150/5，与定值单要求的300/5不符，调查变比不一致原因为：原保护CT变比为150/5，由于新增一台4万kVA变压器及新增电站的投运，供电公司根据实际情况要求将CT变比变更为300/5，地调重新计算并修改了保护定值单，供电公司安排保护人员按照新保护定值进行了保护装置定值修改，但未安排变电检修人员相应变更CT变比，造成负荷增加情况下的保护误动作。

二、元器件损坏引起的故障处理和应对

电子元器件的特性易受温度的影响，因此需控制保护室室温。电子保护设备工作电源电压的变化直接影响到给定电位的变化，所以要选择性能稳定的电源作为保护设备的工作电源，保证保护特性不受电源电厃变化的影响。现场实际运行经验，电源板寿命一般在4~5年，应结合停电定期更换。此外还要注意元器件的老化和损坏的影响，元器件损坏对保护定值的影响最直接，而且是不可逆转的。

某330kV变电站1#主变I屏WBZ-500保护装置无故障情况下差动保护误动作出口，三侧开关跳闸。主变保护误动原因分析：检查发现1#主变I屏WBZ-500保护装置异常，在跳闸后又陆续发出差速断动作等信号，现场测试装置电源，数据显示正负15伏电源输出异常升高至正负20伏，15V电源为装置滤波插件、数模转换A/D插件电源，当其电压升高将引起数模转换A/D板上的芯片工作异常，导致采样数据出现偏差，造成本次主变差动保护误动出口。

三、回路绝缘损坏引起的故障处理和应对

2008年9月23日20时42分，某330kV变电所2#主变分接重瓦斯动作三侧跳闸，主变保护误动原因分析：由于变电站所在地区出现连续阴雨天气，直流系统正极接地，接地电阻0.8千欧，接地电压正极对地0.7伏，负极对地-223伏，保护人员对直流系统进行检查，未找到接地点。3#主变系统出现第二点接地，造成2#主变调压重瓦斯动作跳闸，事故跳闸后保护人员对调压瓦斯继电器进行了检查，经查三相调压瓦斯继电器上部密封均良好，内部无积水现象，但进入中相调压瓦斯继电器的一根二次线于调压瓦斯穿孔处绝缘不良，并靠在了继电器外壳上，另外调压瓦斯继电器二次电缆穿孔处绝缘包扎不到位，在长时间雨水情况下雨水渗入，造成第二点接地。经过祥细检查，第一点正极直流接地点被找到：2#主变保护有一根应拆除的非电器量跳闸电缆，其二次接线在#2主变安装过程中施工单位未彻底拆除，施工单位将电缆2#主变侧截断约20米左右，置于电缆沟底部，且未对电缆头进行包扎防潮处理，由于连续下雨，于电缆沟内受潮，造成直流正极接地。

保护装置机箱跳闸插件的背板接线距离很近，静电灰尘积累，天气潮湿等原因，容易形成导电通路，绝缘击穿，造成事故。不易检查发现的直流回路接地点，是一种潜在的危害，应加强防范。

四、接线错误引起的故障处理和应对

某变电所其中一段线路发生B相瞬时性接地故障，变电站及线路保护动作正确，开关重合成功。同时，330kV2#主变短引线保护动作，3321、3320开关(2#主变当时运行方式为冷备用，3320、3321断路器合环运行)动作跳闸。2#主变短引线保护误动原因分析 ：根据保护动作报告，2#主变短引线差动I段保护出口，动作电流1.5A, 3321与3320电流采样值相同，判定为短引线保护电流回路极性接反，检查3320、3321电流互感器接线盒、端子箱查看实际接线情况并进行CT极性试验，确证3321CT接至3321-3320短引线保护的电流回路在电流互感器接线盒处极性接反。

新建站，改扩建工程中接线错误较多，需要调试人员的细致认真，更需要验收人员的仔细认真。

五、工作电源问题故障处理和应对

2008年8月16日13时55分，某220KV变附近有阵雨及雷电，线路用户侧发生故障，线路过流II段保护动作，开关未跳闸，8秒后2#主变低压侧后备保护动作，3502开关跳闸切除故障。开关拒动、主变保护延时较长跳闸原因分析：检查发现53#蓄电池上部和两侧有裂纹，端电压为2.9V，内阻过大，3513、3502开关操作箱由2#直流系统供电，2#充电装置由1#所用供电，1#所用在35KV甲母运行。故障情况分析：故障时故障线路所在甲母线电压降低，致使直流充电模块短时停止输出，同时蓄电池组由于内部开路没有直流输出，造成II段直流系统失压，II段所带负荷短时失电，引起3513、3502开关操作箱工作电源消失，开关不能跳闸，直到 2#直流系统两段交流电压切换成功，交流II段电源供2#直流模块工作，直流电压恢复正常，3502操作箱工作电源恢复，此时I段直流母线所带的2#主变A柜保护才作用于3502开关跳闸出口，系统故障切除。

逆变电源的输出，有+5V，+/-12V，24V等，应该做到任何一个电压故障必须闭锁整套保护并报警，但是目前不是所有厂家的的电源都能做到。

六、互感器故障处理和应对

近年来生产的距离保护装置一般都具有性能良好的电压回路断线闭锁装置，电压回路故障不会引起保护误动，但实际上却也有误动情况发生多由电压互感器问题导致。电压互感器二次侧应在各相回路和开口三角绕组的试验芯上配置保护用的熔断器或自动开关。开口三角形绕组回路正常情况下无电压，故可不装设保护设备。熔断器或自动开关应尽可能靠近二次绕组的出口处装设，以减小保护死区。保护设备通常安装在电压互感器端子箱内，端子箱应尽可能靠近电压互感器布置。星型绕组零线与开口三角绕组零线从开关场到主控室应该分缆、分芯。电压二次回路只能有一点接地。如果有两点接地或多点接地，当系统发生故障，地电网各点间有电压差时，将会有电流从两个接地点间流过，在电压互感器二次回路产生压降，该压降将使电压互感器二次电压的准确性受到影响，严重时将影响保护装置动作的准确性。

当一台电压互感器停运时，只有当停运电压互感器的一次隔禳开关分开，并且二次电压总开关1ZKK或2ZKK断开（计量回路有单独熔断器时也应断开）时，二次回路才允许联络。在电压互感器停运或二次联络后要停用一台互感器时，要首先断开二次空气开关，否则二次回路的电压将到送到一次则，由于电压互感器的变比很大，一次的电容电流将使二次回路过载，造成正常运行的电压互感器次级总空气开关跳闸，影响计量及保护装置的正常运行。

结论与总结：

本文所描述定值问题、元器件损坏、回路绝缘损坏、接线错误、工作电源问题、互感器问题导致的故障仅是变电所继电保护常见的一些故障，具体到变电所所继电保护中实际出现的故障应首先分析故障产生的主要原因，并根据不同的原因选择故障处理和应对措施。

参考文献：

[1] 邱天强.变电所二次系统设计的分析与研究[D].长安大学,2012.

[2] 朱建钢.电力系统微机保护常见故障分析[J].高科技与产业化,2010,(2):78.DOI:10.3969/j.issn.1006-222X.2010.02.031.