关于继电保护事故处理的思路及方法

王 侃，谷博文，仲昭学，林 扬，王 超，刘志鹏

(1.国网黑龙江省电力有限公司，哈尔滨 150090; 2.国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院，哈尔滨 150030)

0 引 言

近些年，随着中国电力行业的迅速发展，电网结构日益复杂，电力系统在运行过程中会出现各种问题，导致各类继电保护事故频发。继电保护事故处理不仅涉及继电保护的原理及元器件，而且通过现场处理继电保护事故的一般经验可以知道,绝大部分继电保护事故的发生、处理都与设计、基建、安装、调试等过程密切相关。因此，掌握一些必要的微机继电保护基本原理及继电保护理论是分析和处理事故的先决条件[1-2]，同时具备足够丰富的现场经验往往对准确分析与定性事故起着决定作用[3-5]。

继电保护事故的处理不仅涉及运行单位和相关人员，而且一旦出现保护装置拒动或误动，必须立即查明导致事故发生的原因，并找出问题的源头，然后针对性地制定防范措施，并举一反三，避免类似事故发生。通常一些事故发生后的相关资料和基本信息，由于不可抗拒的人为因素可能被修改或遗失，无形中给事故的分析带来一定困难，甚至无法查出原因，导致存在的缺陷无法得到及时解决，电力系统类似的一次、二次设备无法得到应有的改进与完善。因此，负责事故分析的相关调查人员必须秉承实事求是、科学严谨的工作态度，同时需要理论和实际相结合，掌握事故处理的分析思路和方法。

1 正确利用故障信息

1.1 正确利用二次系统设备的事故信息

中国变电站综合自动化技术的不断发展，给现场继电保护事故分析与处理带来了很多的便利条件。因此，系统一旦发生事故，获取故障信息的来源很多，譬如现场保护装置面板信号灯指示信息、跳闸信号继电器信息、保护装置事件记录及报文信息、故障录波器的录波波形及信息、监控系统后台信息、测控装置信息、保护管理机(保护管理信息子站)信息等，都是继电保护事故处理的重要依据，要认真分析。

正确利用这些二次方面的信息，需要做到以下几点。

1)重视各类二次信息辅助设备的运行维护，保证设备工况正常。当代的微机保护都具有良好的事件记录功能和故障录波功能，保护专用故障录波器更是功能强大、使用便捷。如何让这些设备在事故后的调查处理中发挥作用，取决于在事故发生时设备工况是否正常。专用故障录波器的运行情况对于一些复杂事故的分析至关重要。保护装置往往很重视装置的异常、闭锁等告警问题，一旦保护装置的巡检程序检测到软件或硬件故障，就会向监控系统发送告警信号，以提醒运行人员注意。运行检修人员也需重视此类故障告警信息，保证保护装置运行工况较好。但是，故障录波器硬件故障告警和软件故障告警的能力远不如保护装置，特别是软件故障告警，现场工作中希望故障录波器软件程序“走死”后能及时发送告警信号，但实际中该问题较难解决[6]。此外，综合自动化变电站应重视各类二次设备的GPS对时问题，精确而统一的事故发生绝对时间，对于正确快速地阅读各类装置的报文信息、快速处理事故是极其重要的，特别是对分析处理区域性电网事故意义更大。

2)保护装置的故障信息不能替代专用故障录波器信息。由于专用故障录波器在采样频率、前置滤波、启动方式等方面与保护装置存在较大的区别，因此保护装置的故障信息不能替代专用故障录波器信息。特别是在高压电网的一些复杂事故分析处理中，专用故障录波器信息是事故分析的首要信息。譬如高压系统的暂态分析、谐波分析、振荡分析，主要的依据都是专用故障录波器的录波信息。因此认真分析各类故障信息，去伪存真，是事故分析处理的一个基本要素。

3)继电保护工作人员正确熟练使用相关设备。从保护装置、故障录波器等相关设备快速准确地调取故障信息，是继电保护事故处理的一个基本技能。因此，继电保护工作人员应能熟练掌握各类相关装置的使用，包括故障录波器的远传调取、格式转换、监控信息的远方查看、数据网信息的调取等，这些功能的熟练运用对于加快事故分析、提高电网事故处理速度、快速恢复供电意义较大。

4)做好二次系统事故信息的记录和备份。在确认事故原因是由二次引起后，应先尽量维持原状，做好事故信息的记录和备份工作。待做出初步的分析并制定事故处理计划后再展开后续工作，以免原始状态信息被破坏，给事故处理带来不必要的麻烦。

1.2 正确利用一次设备信息

利用二次设备信息指示，去判断一次设备是否发生故障，这是电气设备事故分析的一般思维方式。在无法区分是一次设备故障，还是二次设备误动时，最合理的办法是一次、二次设备同时展开事故调查、分析工作。对一次设备进行必要的检查、检测工作可以给继电保护工作人员节约大量的时间，提供更有价值的信息，可以很快判断出一次设备是否发生了故障[7]。一次设备故障后若继电保护正确动作，则没有继电保护事故处理问题，若一次设备没有发生故障而继电保护误动作，或一次设备有故障而继电保护没有正确动作，则需要研究查找继电保护问题。

2 继电保护事故处理方法

2.1 逆序检查法

一般当保护装置出现误动现象时，使用逆序检查法对保护装置及二次回路进行检查是非常有效的[8]。逆序检查法是从事故的不正确结果出发，利用保护动作原理逻辑图逐级向前查找，当动作需要的条件与实际条件不相符时，事故根源便可找到。

逆序法的运用要求工作人员对保护动作原理、二次回路接线有较高的熟练程度，且有类似故障检查的经验，才能使故障的查找进展迅速。

2.2 顺序检查法

全面的顺序检查法常用于继电保护出现拒动或者逻辑出现错误的事故处理。一般也是逆序检查法失效的情况下运用的方法，是一种比较费时费力，但也是最为彻底的检查方法[9]。

2.3 整组传动试验法

运用整组传动试验方法的主要目的是检查继电保护装置的逻辑功能、动作时间是否正确。整组试验往往可以重现故障，对于快速找到故障根源很重要[10-11]。

3 继电保护事故案例分析

某220 kV系统一主变配置两套主后一体的微机保护，某日第二套保护的110 kV侧零序过流Ⅱ段保护动作，跳开主变110 kV侧断路器。零序过流Ⅱ段保护定值1.5 A/1.5 s。在保护动作前差动保护报“差流异常告警”。主变另一套保护正常无任何启动告警信号，站内专用故障录波器及其他保护装置也无任何启动信号。保护装置故障录波如图1所示。

图1 保护装置故障录波Fig.1 Fault recording of protection device

事故分析处理思路：

1)从保护录波图分析，110 kV侧在事故前正常运行，每相负荷电流在1.46 A左右，零序电流为0，但B相电流却突然下降至0.25 A，造成了1.38 A的零序电流。由于该值已接近零序Ⅱ段动作定值，最后造成出口保护动作，由于零流在定值的临界，也是造成此次零序Ⅱ段出口动作时间较长的原因(约35 s左右)。

2)由于站内无其他设备的启动信号，且第一套保护一切正常，可基本排除一次系统故障造成保护动作。

3)从录波图还可以看出，此次出现零序电流时，并没有零序电压出现，更加肯定了保护的零序电流是因为二次设备原因造成。

4)将查找重点放在二次设备。停电条件下的事故原因查找流程示意图如图2所示。

5)二次设备可能导致B相电流下降的原因

①B相电流互感器传变特性异常。可通过对互感器伏安特性、变比、绝缘、直流电阻测试，将测试结果与原始记录进行对比来发现问题，但是运行中的电流互感器特性突然变坏的可能性较低，该项检查可放在最后进行。

图2 事故原因查找流程示意图Fig.2 Schematic diagram of the process of finding the cause of the accident

②电流互感器至保护装置二次电流回路检查。二次电流回路外观检查，有无放电、灼烧等异常痕迹，查相与相之间、相与地之间是否有异物搭碰；全回路绝缘测试，测试芯对地、芯对芯绝缘，绝缘水平应满足检验规程的标准。应尽可能将测试范围从互感器接线盒到保护装置背板的电流二次回路全部包含进去；B相互感器二次全回路负载测试，与原始记录比较，观察B相互感器二次全回路负载是否有明显增大现象。

③保护装置检查。通过录波图分析保护装置造成误动的原因可能有两种：保护装置交流采样系统硬件故障；保护装置软件计算错误。

从事故前差动保护有差流异常告警信号这一点来看，主保护CPU和后备保护CPU同时发生计算错误的可能性较低。

6)如果故障点在保护装置，则交流采样插件的故障概率较大。所以保护装置的检查主要放在交流采样回路。

①外观及接线检查。在检查前应断开所有外加电源及带电的开入量回路。检查铭牌标志是否完整、外观是否完好；插件插拔灵活且接头的接触应可靠；对于具有插入式芯片的插件应检查其插入是否良好，插腿有无错位及管足弯曲现象；端子排的接线端子及短接联片的固定螺丝应拧紧等。

②零点漂移检查。在检查过程中，保护装置各交流端子均应开路，且不加电压和电流。

对于不同型号早期或近期的微机保护装置，可通过分离式键盘显示器或人机对话显示和键盘，观察各个模拟量采集值。对于二次额定电流为5 A的微机保护装置，采样值应在±0.3 A范围内；对于二次额定电流为1 A的微机保护装置，采样值应在±0.1 A范围内。若检查的结果不符合要求，则应进行调整。

③交流采样精度检查。

④保护通道采样线性度检查。在检查过程中，要求各通道电流显示值应清晰稳定，且与外加电流值相等，最大误差应在规定范围内。

若通道显示的电流值与外加电流相差过大，应检查原因，并对通道进行重新调整；若电流的显示值不清晰稳定，则可能是滤波回路有问题，应着重检查滤波回路。

7)查找过程中需要注意的相关事项。

①注意原始状态的保留。在外观检查后，不宜立即对电流回路进行解线、紧螺丝等工作，不宜立即进行保护装置插件检查，也不宜立即进行互感器特性检查。一个原则就是可能接触到回路接线的检查工作应在采样值检查之后进行。在外加电流试验时，能将故障现象重现对于快速查找到事故根源是非常重要的。

③应注意测试用仪器仪表的准确性和正确使用，避免不必要的误导。

案例最后检查结果为在交流采样电路检查过程中，保护装置交流采样插件的低通滤波器元器件故障，造成B相电流在进入模数转换之前幅值下降。

5 结 语

基于继电保护原理和日常工作经验，介绍了几种继电保护事故处理方法，以便于快速、有效解决继电保护事故。通过具体案例，分析了当保护装置出现误动现象时，利用逆序检查法从事故的不正确结果出发，根据保护动作原理逻辑图逐级向前查找，当动作需要的条件与实际条件不相符时，事故根源便可找到。实践表明，上述方法具备一定的实用性和可操作性，可以快速查找到故障，有利保障电力系统稳定、高效运行。