對當(dāng)前繼電保護(hù)運行方面幾個問題的分析
摘 要 近年來電網(wǎng)繼電保護(hù)運行水平有所提高,正確動作率逐年上升,但存在母線差動保護(hù)和斷路器失靈保護(hù)正確動作率偏低等問題,分析了出現(xiàn)問題的原因,提出了改進(jìn)意見。對有些微機保護(hù)誤動的原因及微機保護(hù)裝置硬、軟件定型與規(guī)范化等問題進(jìn)行了分析、討論。指出全行業(yè)應(yīng)重視上述三方面的問題,抓好保護(hù)的科研和管理工作。
關(guān)鍵詞 繼電保護(hù) 正確動作率 母線差動保護(hù) 斷路器失靈保護(hù)
分類號 TM 77
0 引言
繼電保護(hù)是一門科技含量高、管理要求嚴(yán)格的專業(yè)。陸延昌副部長一再強調(diào)“管電必須管理電網(wǎng),而管電網(wǎng)必須管好繼電保護(hù)”。在廣大繼電保護(hù)專業(yè)人員的努力下,繼電保護(hù)運行水平逐年提高。從國jia電力調(diào)度通信中心與電力科學(xué)研究院對《1997年全國繼電保護(hù)與安全自動裝置運行情況統(tǒng)計分析》看出:1997年220 kV及以上系統(tǒng)繼電保護(hù)正確動作率創(chuàng)造了歷史z高水平。全國各網(wǎng)、省公司(包括直屬部分)有89.47%的單位正確動作率在95.6%以上,有78.95%的單位正確動作率在96%以上,有26.3%的單位正確動作率在97%以上,有18.42%的單位正確動作率在98%以上。這樣好的成績是可喜的,成績的取得也是不容易的。
近年來繼電保護(hù)運行水平的提高,使我們對實現(xiàn)“九五”期間電力系統(tǒng)繼電保護(hù)工作目標(biāo)增強了信心。廣大繼電保護(hù)專業(yè)人員繼續(xù)加強技術(shù)研究,加大管理力度,相信到2000年,全國各網(wǎng)、省公司220 kV及以上系統(tǒng)繼電保護(hù)正確動作率可以達(dá)到96.5%以上,有50%的網(wǎng)、省公司能達(dá)到并保持在98.5%以上(全國母線保護(hù)正確動作率爭取達(dá)到95%)。
在分析繼電保護(hù)的運行情況時,還應(yīng)強調(diào):應(yīng)進(jìn)一步減少由“運行部門”責(zé)任和“原因不明”造成的220 kV及以上系統(tǒng)繼電保護(hù)不正確動作次數(shù)及其比例;杜絕因運行部門造成的主網(wǎng)穩(wěn)定破壞,導(dǎo)致系統(tǒng)解列和大面積停電的事故;杜絕首都、直轄市、省會城市電網(wǎng)因運行部門責(zé)任造成的大面積停電事故;杜絕運行部門責(zé)任的大型發(fā)電機、變壓器設(shè)備損壞事故。在現(xiàn)有基礎(chǔ)上,進(jìn)一步提高主網(wǎng)系統(tǒng)微機保護(hù),發(fā)電機、變壓器元件保護(hù)和故障錄波裝置運行水平方面還有大量的研究工作,特別是主網(wǎng)的母線差動保護(hù)、斷路器失靈保護(hù)和微機保護(hù)存在的問題應(yīng)加快研究解決。
加強繼電保護(hù)運行管理應(yīng)突出4個方面的工作:一是認(rèn)真進(jìn)行全過程管理,理順管理體制,建立責(zé)任制;二是各網(wǎng)、省公司應(yīng)盡快建立繼電保護(hù)運行信息管理系統(tǒng),開展繼電保護(hù)動態(tài)管理;三是加大獎懲力度,落實“反措”及各種規(guī)定;四是按市場規(guī)律規(guī)范繼電保護(hù)產(chǎn)品及質(zhì)量。
1 母線差動保護(hù)
目前我國各電網(wǎng)220 kV及以上系統(tǒng)投入運行的母線近2400條,且以每年200條~250條的速率增加。眾多母線差動保護(hù)為維護(hù)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行起著其重要的作用,應(yīng)對母線差動保護(hù)給予特別重視,對其存在的問題要快速解決。
從近年來母線運行情況和母線差動保護(hù)正確動作率來看,有以下幾個問題需重視。
1.1 母線故障率偏高
1997年全國220kV~500kV母線約2400條,共發(fā)生61次故障,故障率2.54次/(百條線.年),其中220kV運行母線2156條,發(fā)生46次故障,故障率為2.13次/(百條線.年),故障率偏高。造成母線故障率偏高的主要原因是:運行維護(hù)不夠,刀閘支持瓷瓶常發(fā)生斷裂;運行人員的操作不當(dāng)及誤操作;運行方式安排不當(dāng);設(shè)備質(zhì)量及安裝問題。只要加強管理,每個環(huán)節(jié)安全責(zé)任落實到位,這些問題是可以大量減少的。
1.2 母線保護(hù)正確動作率偏低
在廣大繼電保護(hù)技術(shù)人員的努力下,母線差動保護(hù)的正確動作率逐年提高,1995年的正確動作率為85.04%,1996年升到92.56%,1997年達(dá)到93.15%,創(chuàng)造了近十幾年來的z好水平。但從電網(wǎng)安全運行角度看,這樣的正確動作率遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。“九五”期間電力系統(tǒng)繼電保護(hù)工作目標(biāo)要求:全國各網(wǎng)、省公司220kV及以上系統(tǒng)母線保護(hù)正確動作率爭取達(dá)到95%。這個要求是根據(jù)電網(wǎng)安全運行的需要和我們的技術(shù)裝備條件而定的,目標(biāo)不算高,但要達(dá)到這個目標(biāo)仍有很多工作要抓緊做,困難是不少的。
1.3 1997年各類母差保護(hù)動作分析
1997年,固定式母差保護(hù)(全國近350套)正確動作率為87%,比1996年(94.7%)大幅度下降;比相式母差保護(hù)(全國480多套)正確動作率為92%,比上年(91.4%)略有上升;比率式母差保護(hù)(全國300套)正確動作率為60%,比上年(69.2%)下降較多;短引線保護(hù)(全國57套)正確動作率為66.67%,比上年(50%)有所上升,但仍很低。由此看出,比率式母差保護(hù)和短引線保護(hù)問題尤為突出。近年來,比率式母差保護(hù)正確動作率一直在60%~70%之間徘徊,短引線保護(hù)正確動作率處于50%~70%的低水平。
母差保護(hù)的關(guān)鍵是能否有效克服區(qū)外故障時因電流互感器(TA)誤差而產(chǎn)生的差動不平衡電流,特別是TA流過大的短路電流時因電磁飽和而會產(chǎn)生大的不平衡電流。比率式母差保護(hù)的差動繼電器采用一次穿越電流作為制動電流,因此在區(qū)外故障時,若有較大的不平衡電流,就可能失去選擇性;當(dāng)區(qū)內(nèi)故障時,若有電流流出母線,此保護(hù)的靈敏度就會下降。老的母差保護(hù)還存在母線運行方式自適應(yīng)問題,TA斷線判別及TA變比一致性、抗干擾及可靠性等問題。總的看,要推廣應(yīng)用微機母線差動保護(hù),要積推廣應(yīng)用電力自動化研究院研制的將差動電流參與制動的復(fù)式比率母線差動保護(hù)及其它單位研制的微機型母線保護(hù),及時總結(jié)經(jīng)驗,爭取盡快提高母線差動保護(hù)運行水平。
2 斷路器失靈問題
斷路器失靈保護(hù)已由1993年的722套擴(kuò)大到1997年底的1120套,各電網(wǎng)新投入運行的500kV廠站及220kV主要的廠站均配備了斷路器失靈保護(hù)。近5年來,斷路器失靈保護(hù)正確動作率一直較低(見表1),每年都發(fā)生多起因失靈保護(hù)不正確動作而引起的事故擴(kuò)大,造成較大的損失。
斷路器失靈保護(hù)運行水平低主要有3個原因:
a.對斷路器失靈保護(hù)的重要性認(rèn)識不夠。近年來強調(diào)“加強主保護(hù),簡化后備保護(hù)”,有些人認(rèn)為斷路器失靈保護(hù)屬于后備保護(hù),因而就不太重視。這是造成斷路器失靈保護(hù)正確動作率一直很低的主要原因之一。應(yīng)該看到,斷路器失靈保護(hù)大多是安裝在500kV廠站或220kV重要廠站,它的作用應(yīng)與母線差動、線路主保護(hù)同樣重要,絕不是一般的后備保護(hù)。實際運行證明:斷路器及保護(hù)拒動時常發(fā)生,而斷路器失靈保護(hù)拒動、誤動都會給電網(wǎng)安全運行帶來很大的威脅。因此,設(shè)計、安裝、生產(chǎn)維護(hù)、調(diào)度運行各部門都應(yīng)高度重視這種保護(hù),努力想辦法提高其運行水平。
b.建設(shè)部門人員不認(rèn)真,運行維護(hù)人員維護(hù)管理不到位,造成漏接線、誤接線、誤操作、誤碰等問題較突出,斷路器失靈保護(hù)所涉及的一次設(shè)備多,范圍廣,使二次接線相對復(fù)雜,因而每年都發(fā)生斷路器失靈保護(hù)誤動、拒動,檢查起來常發(fā)現(xiàn)是違反了“反措”要求,有的單位重復(fù)發(fā)生,說明安全責(zé)任不到位,獎懲不嚴(yán),管理不善。今后應(yīng)加強設(shè)備投產(chǎn)驗收、運行中定期校驗和維護(hù)管理。
c.斷路器失靈保護(hù)設(shè)備質(zhì)量存在某些問題,希望廠家進(jìn)行改進(jìn),科研人員應(yīng)抓緊研究,充分利用微機優(yōu)勢,采用自檢功能,進(jìn)行實時監(jiān)視,發(fā)現(xiàn)問題及時解決。
3 微機型保護(hù)
近年來微機型保護(hù)發(fā)展很快,目前全國已投入運行的微機保護(hù)達(dá)7000多臺,并以每年800臺~1000臺的速率增加。微機保護(hù)運行情況較好,正確動作率逐年提高(見表2),已從1991年的90.6%提高到1997年的98.58%,為保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行作出了巨大貢獻(xiàn)。
微機保護(hù)主要配置在220 kV及以上線路、大型變壓器及發(fā)電機上。近年來,按線路故障率計算,220kV線路每年發(fā)生故障約1200次,330kV線路發(fā)生故障約50次,500kV線路發(fā)生故障約80次,加上相應(yīng)母線故障,總共1200次~1500次,這些故障主要靠微機保護(hù)來切除。由此看來,微機保護(hù)已成為我國電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重要支柱。
從近年來微機保護(hù)運行情況看,有以下幾個問題值得認(rèn)真研究:
a.從微機保護(hù)不正確動作次數(shù)看,誤動次數(shù)明顯多于拒動次數(shù),如1996年誤動61次,拒動11次,1997年誤動75次,拒動8次。造成這種現(xiàn)象的原因是復(fù)雜的,有技術(shù)上的,有管理上的,也有人為的和質(zhì)量的原因,需對具體情況進(jìn)行分析,制訂措施。
b.從對1997年微機保護(hù)83次不正確動作的原因分析可以看出,收發(fā)信機故障占23%左右,問題較多的是WXB—11型及WXB—15型微機保護(hù)及其它幾種型號的微機保護(hù)中所配套的收發(fā)信機。國jia電力調(diào)度通信中心組織專家組和部分網(wǎng)、省公司專業(yè)技術(shù)人員對繼電保護(hù)高頻通道進(jìn)行了大量調(diào)研,初步確定了繼電保護(hù)高頻通道存在的幾大問題:工頻量進(jìn)入高頻變量器造成通道阻塞;正確可靠接地問題;收發(fā)信機高頻通道入口處不能隨意接錄波監(jiān)測;通道發(fā)生異常及正常運行檢查操作不當(dāng)?shù)取,F(xiàn)已制定并頒布了《繼電保護(hù)高頻通道工作改進(jìn)措施》,希望各單位認(rèn)真執(zhí)行并及時總結(jié)經(jīng)驗。
c.微機保護(hù)裝置的硬件、軟件定型與規(guī)范化問題。大批量的微機保護(hù)投入運行,該保護(hù)的硬件、軟件修改是常發(fā)生的事,特別是軟件更換、修改量日益增加,這就出現(xiàn)了如下問題:一是怎樣保證修改、更換的軟件正確可靠;二是廠家、生產(chǎn)單位更換、修改軟件時應(yīng)按照必要的程序進(jìn)行、防止遺漏及隨意性,要明確責(zé)任;三是軟件修改、更換后要按規(guī)定進(jìn)行交接、驗收、培訓(xùn),否則易留下隱患,遇上事故會出差錯。因此,不僅應(yīng)要求微機保護(hù)的硬件按系列標(biāo)準(zhǔn)化,其軟件要規(guī)范化,而且修改、更換軟件要有相應(yīng)的規(guī)章制度,以保證微機保護(hù)水平的進(jìn)一步提高。
4 結(jié)語
近年來,在制造廠和科研、生產(chǎn)、運行部門廣大繼電保護(hù)專業(yè)人員共同努力下,電網(wǎng)繼電保護(hù)運行水平逐步提高,220 kV及以上系統(tǒng)保護(hù)取得明顯的成績,為實現(xiàn)“九五”時期電力系統(tǒng)繼電保護(hù)工作目標(biāo)創(chuàng)造了良好的條件。但在分析繼電保護(hù)運行情況時,對母線差動保護(hù)、斷路器失靈保護(hù)和微機保護(hù)存在的問題應(yīng)給予高度重視。要加大研究力度,抓好全過程管理、動態(tài)管理。相信在全體繼電保護(hù)專業(yè)人員的努力下,我國的繼電保護(hù)運行水平將進(jìn)一步提高,為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行作出新貢獻(xiàn)。