刍议我国500千伏电网继电保护运行概况

刘召坤 刘美娟

摘要：本文概述了我国500千伏电网事故情况和继电保护运行情况，包括各类保护在电网正常状态和事故状态下所发生的不正确动作情况和原因，以及取得的若干经验教训。

关键词：500千伏;继电;保护运行

一、500kv系统故障情况及特点

我国500kv线路自投运以来发生的故障情况：①东北系统共发生故障17次，其中线路故障15次（单相接地5次，其他10次开始为单相接地，重合或强送后转化为多相故障）;断路器断口套管污闪1次;变压器线圈接地1次。②华北系统共发生故障17次，其中线路故障1 5次（单相接地13次，两相接地1 次，断线又接地1次 ）;母线单相接地两次。③华中系统共10 次，其中线路故障6次（单相接地5次，导线舞动引起相间短路1次 ）;母线单相接地1次;变压器或引线故障3次。④华东系统线路及母线故障共15次，由于雷雨或污闪，大部分由单相接地发展为相间故障。⑤山东系统线路故障1次，系单相接地。⑥广东系统江门变电站GIS故障2次。

在上述故障中值得指出的是：

1、东北、华东都曾由于大面积污闪造成500千伏电网同时多处故障，如东北17 次故障中10次是污闪，华东在几个小时内由于污闪相继断开5条500千伏线路。这些故障往往表现为转换性故障，最短转换时间为2 5 ms。在重合或强送后往往发展为多相故障。

2、对树放电经大电阻接地，东北系统曾发生多次，接地的故障电阻达300 欧。

3、华北系统曾由于鸟粪造成瓷瓶闪络多次，这 种故障一般能重合成功。

4、华东系统徐州任庄变电所由于电流互感器连续造成故障多起，一般是永久性故障。

5、各系统都发生过母线故障，这些故障有的是由于GIS、断路器或互感器故障引起，有的是由于外部原因引起，如风吹导线落于母线引线上及带负荷拉刀闸等。

二、继电保护运行情况

对各电网的500千伏继电保护装置，不论是国内研制的还是引进的，在正式投入运行前都进行了大量工作。除进行严格的动模试验及常规的调整校验外，一般还进行了实际;短路试验。投入运行后，除个别保护（如行波保护） 不够成熟或因整定不当出现一些问题外，大多数保护装 置的运行情况是较好的。各电网500千伏系统保护自投运后至今总的正确动作率见表1。

保护的动作速度是比较快的。华北的故障录波结果表明：线路近故障点侧切除时间一般在3 0—4 0 ms之内，远故障点侧经收到允许信号后跳闸，切除时间一般在60一70ms之内，其中保护装置本身动作时间约为10一40 ms，直跳元件12ms左右，通道传输时间约10ms左右，断路器（日本、门子产品）开断时间仅20ms左右。母差保护动作时间30ms左右。但ASEA的RADSS母差保护动作很快，华东任庄变该保护动作跳开断路器总时间仅40 ms。

保护装置的动作行为按以下两种情况分别说明：

1、系统发生故障时保护装置的动作行为

在500kV电网发生的50多次故障中，各类保护装置共动作700 余次，绝大数保护动作都是正确的。如不计及正常运行时保护的误动作，东北系统故障时保护正确动作率为98.17 %，华中系统故障时保护正确动作率为92.5 %。由于快速正确切除故障，对保证电力系统的安全稳定运行和防止设备损坏起了重要作用。特别是华东、东北的大面积污闪，造成连续故障或多处故障，华东任庄变电所由于电流互感器造成的连续多次故障，继电保护受到了严峻考验，结果都做到相继正确动作。由于故障清除时间很短，不仅未损坏设备和线路，而且很多情况瓷瓶闪络痕迹也很轻微。因此，华北系统有多次故障尽管故障测距装置已正确指出故障所在地区，但查线人员还是很难找到故障点，有的是经多检查或停电登杆才找到的。所有线路都采用单相重合闸方式。华北、华中重合成功率较高;华北13次单相接地故障重合成功12次。但华东东北由于污闪等原因造成多次转换性故障或相间故障，使重合成功率不高。

在继电保护数百次动作中也出现了少数几次动作不正确的情况。如华北系统有两次故璋，GE生产的SLY列SLCN高频方向保护拒动（一次是一侧拒动，另一次两侧拒动 ），原因未查明。华中系统葛一凤线的SLY P / SLCN 保护由于负序滤过器中一个集成电路片损坏而在一次故障中拒动，该线路ASEA生产的RA Z f E 距离保护曾在一次单相故障时经延时后两相动作跳开三相，原因未查明。

2、系统未发生故障时保护装置运行情况

实践表明，保护装置在正常运行时曾出现不少不正常情况，其中不少次导致了误跳闸。华中、东北、华东保护误动情况大多数发生在正常运行没有故障的情况。误动的原因有以下几种：（1）产品质量不佳或元件损坏引起保護误动。如华中双凤线保护由于挪威复用载波机屏内温度过高引起误动3次，元件损坏引起误动l次。华中系统由于使用的BBC产NSD一61音频复用设备发讯继电器时间过快，在电源干扰时抖动误发信号导致3次切机切负荷。华北系统因西门子音频复用设备元件焊接不良误发远方跳闸信号导致断开线路1 次。华东系统瓶窑线的SLY P / SLCN保护由于插件背板接触不良造成误动1次，洛繁线并联高压电抗器保护因温度过高误动导致线路跳开。东北系统由于辽阳变电所的PG一1故障录波器电流端子击穿引起串接的零序电流保护动作误跳线路，主变保护因元件损坏误启动失灵保护跳开500 kV侧线路。此外，由于保护装置本身质量不好造成装置异常但尚未导致线路跳闸的情况也有多起。如华北地区西门子保护的电源多次损坏，国产晶体管保护的元件损坏，但未导致线路跳闸。（2）装置尚不成熟和使用整定不当造成保护误动。

三、几点经验

1、采用质量好，有成熟运行经验的保护，并在投运前进行全面的、仔细的校验，是保证继电保护运行质量的关键。不论是国内研制还是国外引进的新型保护都应进行严格的动态模拟试验，事实证明这是考察保护性能最有效的方法。引进的各种保护，在动模试验中都曾发现一些问 题，并做了必要的改进。投运前必要时还要进行现场短路试验。

2、国内500千伏电网保护的配置是合理的，线路一般配备了两套独立的、性能完整（能快速切除全线各类故障并对相邻母线和部分线路有一定后备作用）的保护装置。运行中曾发生过一套保护拒动的情况，由于还有另一套保护快速切除故障，因而未对系统造成严重影响。

3、所使用保护的性能基本符合要求。动作速度一般较快，切除故障时间一般小于0.08秒，近故障端更短。根据国内经验，保护应有能在高电阻（达300欧姆）接地时可靠动作的功能（允许延时动作），例如增设带时延的灵敏零序电流保护。保护装置要有较好的适应转换性故障的 功能，以便在大面积污闪连续转换故障时发挥作用。动模试验曾表明，当系统因故璋而暂稳破坏或失稳后又发生故障时，引进的保护在某些情况下的特性不够好，实际运行虽尚未遇到此 种情况，但仍应注意。

参考文献：

[1]刍议我国500千伏电网继电保护运行概况.中国电机工程学会继电保护专委 会.