薛宏飛，馬 強(qiáng)

（蘭州石化公司，甘肅 蘭州 730060）

1 繼電保護(hù)的可靠性

電力系統(tǒng)在運(yùn)行中，可能發(fā)生各種故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)。在電力系統(tǒng)中，除了采取各項(xiàng)積極措施盡可能消除或減少發(fā)生故障的可能性以外，一旦發(fā)生故障如果能夠做到迅速地、有選擇性地切除故障設(shè)備，就可以防止事故擴(kuò)大，迅速恢復(fù)非故障部分的正常運(yùn)行，使故障設(shè)備免于繼續(xù)遭受破壞。然而，要在極短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)故障和切除故障設(shè)備，只有借助于特別設(shè)置的繼電保護(hù)裝置才能實(shí)現(xiàn)。

繼電保護(hù)裝置是一種自動(dòng)裝置，在電力系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)著保證電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的重要任務(wù)，它隨時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并能迅速發(fā)現(xiàn)故障，進(jìn)而有選擇地通過(guò)斷路器切除故障部分。另外，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，繼電保護(hù)裝置會(huì)向值班人員發(fā)出信號(hào)，提醒值班人員及時(shí)采取措施、排除故障，使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行，并且該裝置會(huì)與其他自動(dòng)裝置配合，消除瞬時(shí)性故障。所以繼電保護(hù)裝置是保證供電系統(tǒng)安全運(yùn)行和可靠供電的重要設(shè)備。由于電力系統(tǒng)的容量越來(lái)越龐大，供電范圍越來(lái)越廣，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，繼電保護(hù)可靠性就顯得尤為重要，對(duì)繼電保護(hù)可靠性的研究就很有必要。

如果繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)某部分或其他電氣設(shè)備（如輸電線路、變壓器、發(fā)電機(jī)等）出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)生拒動(dòng)或誤動(dòng)，特別是在重要的輸電線路發(fā)生故障時(shí)發(fā)生拒動(dòng)，都將造成電力系統(tǒng)故障的蔓延，甚至引發(fā)大面積停電。這方面的教訓(xùn)很多，也很深刻。

2 影響繼電保護(hù)可靠性的因素

繼電保護(hù)裝置在投入運(yùn)行后，便進(jìn)入了工作狀態(tài)，按照給定的整定值正確地執(zhí)行保護(hù)功能，時(shí)刻監(jiān)視供電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的變化，出現(xiàn)故障時(shí)正確動(dòng)作，把故障切除。當(dāng)供電系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，保護(hù)裝置不動(dòng)作。這就有“正確動(dòng)作”和“正確不動(dòng)作”兩種完好狀態(tài)，說(shuō)明保護(hù)裝置是可靠的。如果保護(hù)裝置在被保護(hù)設(shè)備處于正常運(yùn)行而發(fā)生“誤動(dòng)”，或被保護(hù)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置卻“拒動(dòng)或無(wú)選擇性動(dòng)作”，則為“不正確動(dòng)作”。就電力系統(tǒng)而言，保護(hù)裝置“誤動(dòng)或無(wú)選擇性動(dòng)作”并不可怕，可怕的是保護(hù)裝置的“拒動(dòng)”，造成的大面積影響，可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)解列而崩潰。

導(dǎo)致繼電保護(hù)工作不正常的原因可能有以下幾種：

（1）繼電保護(hù)裝置的制造廠家在生產(chǎn)過(guò)程中沒有嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量管理、把好質(zhì)量關(guān)，如：某些繼電器的工作性能未經(jīng)實(shí)際運(yùn)行考驗(yàn)卻定型生產(chǎn)；制造工藝粗糙，如電磁型、機(jī)電型繼電器零部件的精度低、材質(zhì)差、易磨損、轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活；晶體管保護(hù)裝置中元器件的質(zhì)量差，性能變化大，插件板與插座接觸不良，配合不緊密，容易發(fā)生錯(cuò)動(dòng)；保護(hù)裝置出廠產(chǎn)品未嚴(yán)格按照試驗(yàn)條件和要求進(jìn)行可靠性試驗(yàn)。

（2）繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行過(guò)程中受周圍環(huán)境影響較大。由于其周圍空氣中存在大量的粉塵和有害氣體，同時(shí)又受到高溫的影響，將加速繼電保護(hù)裝置的老化，導(dǎo)致性能改變。有害氣體也會(huì)腐蝕電路板和接插座，造成繼電器接點(diǎn)被氧化，引起接觸不良失去保護(hù)功能。

（3）晶體管保護(hù)裝置易受干擾源的影響，如電弧、閃電電路、短路故障等諸多因素，導(dǎo)致發(fā)生誤動(dòng)或拒動(dòng)。

（4）保護(hù)可靠性在很大程度上還依賴于運(yùn)行維護(hù)檢修人員的安全意識(shí)、技能和責(zé)任心。繼電保護(hù)的可靠性與調(diào)試人員有密切關(guān)系，如技術(shù)水平低、經(jīng)驗(yàn)少、責(zé)任心不強(qiáng)、發(fā)現(xiàn)和處理存在問(wèn)題的能力差等。

（5）保護(hù)裝置的正確動(dòng)作與操作電源有關(guān)，特別是電容儲(chǔ)能裝置，電解電容日久老化、容量下降故障時(shí)斷路器不能切閘；而酸性或鎘鎳蓄電池也存在接地或電壓電流不足等問(wèn)題，如果維護(hù)不周，也會(huì)造成不可靠。

（6）互感器質(zhì)量差，在長(zhǎng)期的運(yùn)行中，工作特性發(fā)生變化，影響保護(hù)裝置的工作效果。

（7）保護(hù)方案采用的方式和上下級(jí)保護(hù)不合理，選型不當(dāng)。

（8）繼電保護(hù)整定值不準(zhǔn)確、各級(jí)保護(hù)之間整定值配合不當(dāng)，都將導(dǎo)致保護(hù)拒動(dòng)或誤動(dòng)。

3 供電系統(tǒng)繼電保護(hù)現(xiàn)狀和問(wèn)題

配電系統(tǒng)設(shè)備性能差別較大，較落后的繼電保護(hù)設(shè)備會(huì)影響繼電保護(hù)的可靠性，繼電保護(hù)分布特點(diǎn)有電磁型、晶體管型、集成電路型、微機(jī)型，以從事電氣工作多年的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，繼電保護(hù)系統(tǒng)存在以下幾個(gè)方面問(wèn)題。

3.1 設(shè)備落后

電磁型繼電保護(hù)的保護(hù)形式和現(xiàn)在技術(shù)較先進(jìn)的微機(jī)型保護(hù)相比存在著元件數(shù)量多、連線較復(fù)雜、可動(dòng)部分易磨損、觸點(diǎn)怕振動(dòng)、簧片易變形、體積較大、消耗功率較大、動(dòng)作速度慢和靈敏度低等缺陷，嚴(yán)重影響繼電保護(hù)的可靠性，不能很好地滿足選擇性、快速性、靈敏性和可靠性的要求。特別是近年來(lái)這種繼電器越來(lái)越頻繁暴漏出缺陷，出現(xiàn)由于繼電器觸點(diǎn)振動(dòng)、觸點(diǎn)絕緣部件絕緣降低等原因引起的斷路器跳閘故障。

3.2 配合級(jí)差存在問(wèn)題

繼電保護(hù)裝置的級(jí)差配合，是保證系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，而配合的關(guān)鍵就是靈敏度和動(dòng)作時(shí)限要同時(shí)滿足相互配合的要求。供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，運(yùn)行難度越大，變送電梯級(jí)增多，使電流速斷時(shí)間勢(shì)必增大，而時(shí)間太長(zhǎng)，必然影響變送電設(shè)備的安全。因此，配合級(jí)差的問(wèn)題尤為圖突出，若新總變作為一級(jí)6kV高配電源，配出回路速斷時(shí)間定為0.8s，而下一級(jí)高配所如三催高配所、二循高配所的進(jìn)線開關(guān)的時(shí)間也定為0.8s，這就在故障狀態(tài)下難以區(qū)分哪個(gè)開關(guān)先動(dòng)作，上級(jí)開關(guān)動(dòng)作必將帶來(lái)更大的不利影響。就在同一高配所內(nèi)進(jìn)線開關(guān)和單配出回路的速斷時(shí)間分別定為0.8s和0.4s，對(duì)于電磁型繼電器來(lái)講0.4s的差別也是難以保證哪個(gè)繼電器先動(dòng)作，可靠性難以保證，所帶來(lái)的后果差別也較大。

3.3 整定值的合理性存在問(wèn)題

整定值是對(duì)線路和設(shè)備進(jìn)行保護(hù)的重要參數(shù)，整定值的計(jì)算一般比較復(fù)雜，需要很強(qiáng)的專業(yè)要求，而我公司的繼電保護(hù)整定值存在一些問(wèn)題，有同樣型號(hào)和容量相同的兩臺(tái)設(shè)備具有不同的過(guò)流、速斷值，有下一級(jí)設(shè)備的整定值要大于上一級(jí)設(shè)備的整定值，造成在下級(jí)設(shè)備出現(xiàn)事故卻跳開上級(jí)開關(guān)的現(xiàn)象，致使事故范圍擴(kuò)大。這給系統(tǒng)安全運(yùn)行帶來(lái)隱患。

3.4 缺少專人進(jìn)行統(tǒng)一管理

繼電保護(hù)的管理是電氣管理中的重要部分之一，其實(shí)問(wèn)題（2）、問(wèn)題（3）的出現(xiàn)就是缺少專人管理的重要表現(xiàn)，繼電保護(hù)的管理需要系統(tǒng)、全面地進(jìn)行，從整體上進(jìn)行合理的布局、分級(jí)，對(duì)于新上設(shè)備進(jìn)行合理選型和計(jì)算，定期對(duì)全公司各級(jí)別參數(shù)進(jìn)行復(fù)核，所有這些工作需要專人進(jìn)行。

4 提高繼電保護(hù)可靠性的措施

提高繼電保護(hù)可靠性的措施貫穿于繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行維護(hù)、整定計(jì)算和整定調(diào)試的全過(guò)程。而繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性主要決定于繼電保護(hù)裝置的可靠性和設(shè)計(jì)的合理性。其中繼電保護(hù)裝置的可靠性又起關(guān)鍵性作用。由于保護(hù)裝置投入運(yùn)行后，會(huì)受到多種因素的影響，不可能絕對(duì)可靠，但只要制定出各種防范事故方案，采取相應(yīng)的有效預(yù)防措施，消除隱患，彌補(bǔ)不足，其可靠性是能夠?qū)崿F(xiàn)的。通過(guò)以下幾個(gè)方式對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行發(fā)展和升級(jí)來(lái)提高其可靠性。

（1）晶體管保護(hù)抗干擾能力較差，易受干擾源的影響，故在安裝和調(diào)試時(shí)應(yīng)采取有效措施，切斷干擾的耦合途徑。如設(shè)置隔離變壓器、濾波器、加設(shè)接地電容、輸入輸出回路采取屏蔽電纜、裝置中增設(shè)各種閉鎖電路等。也可采用晶體管保護(hù)巡回監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行監(jiān)視。

（2）晶體管保護(hù)裝置在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮安裝在與高壓室隔離的房?jī)?nèi)，免遭高壓大電流、斷路故障以及切合閘操作電弧的影響。同時(shí)要防止環(huán)境對(duì)晶體管造成的污染，有條件的情況下要裝設(shè)空調(diào)。電磁型、機(jī)電型繼電器外殼與底座間加膠墊密封，防止灰塵和有害氣體侵入。

（3）繼電保護(hù)專業(yè)技術(shù)人員在整定計(jì)算中增強(qiáng)責(zé)任心。在計(jì)算中進(jìn)行認(rèn)真分析再確定，使各級(jí)保護(hù)整定值準(zhǔn)確，上下級(jí)保護(hù)整定值匹配合理。

（4）繼電保護(hù)專業(yè)調(diào)試人員要不斷提高專業(yè)技術(shù)水平，增強(qiáng)責(zé)任心，不斷提高發(fā)現(xiàn)和處理各種技術(shù)問(wèn)題的能力。在調(diào)試工作中認(rèn)真負(fù)責(zé)，嚴(yán)格按調(diào)試規(guī)程的要求進(jìn)行調(diào)試工作。

（5）加強(qiáng)對(duì)保護(hù)裝置的運(yùn)行維護(hù)與故障處理能力并進(jìn)行定期檢驗(yàn)，制定出反事故措施，提高保護(hù)裝置的可靠性。

（6）從保證電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性方面考慮，要求繼電保護(hù)系統(tǒng)具備快速切除故障的能力。為此重要的輸電線路或設(shè)備的主保護(hù)采用多重化設(shè)施，需要有兩套主保護(hù)并列運(yùn)行。

（7）供電系統(tǒng)中的供電設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，如雙重主保護(hù)均不動(dòng)作，則還應(yīng)加裝切除故障的設(shè)備保護(hù)裝置。在保護(hù)整定計(jì)算時(shí)要合理考慮后備保護(hù)與主保護(hù)的配合特性和選用整定值。

（8）為了使保護(hù)裝置在發(fā)生故障時(shí)有選擇性動(dòng)作，避免無(wú)選擇性動(dòng)作，在保護(hù)裝置設(shè)計(jì)、整定計(jì)算方面應(yīng)考慮周全、元器件配合合理、才能提高保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性。為進(jìn)一步提高繼電保護(hù)的可靠性，防止供電系統(tǒng)二次事故的擴(kuò)大，在供電系統(tǒng)中的重要變電所裝設(shè)“備用電源自動(dòng)投入裝置”（即BZT裝置）。事實(shí)證明，在供電系統(tǒng)中裝設(shè)的該裝置，在多次電源事故中起到了重要作用，為供電安全起到了關(guān)鍵性作用。

（9）設(shè)備改造要合理配備綜保，選用先進(jìn)和盡量統(tǒng)一型號(hào)，對(duì)新上或原電氣設(shè)備改造時(shí)盡可能選用先進(jìn)的微機(jī)型繼電保護(hù)形式。繼電保護(hù)元件盡量選擇先進(jìn)而統(tǒng)一型號(hào)，一方面性能質(zhì)量可靠，另一方面給維護(hù)帶來(lái)便利，型號(hào)過(guò)繁必然給維護(hù)帶來(lái)不利影響，把好質(zhì)量關(guān)，提高裝置中各元器件的質(zhì)量。盡量選用故障率低、壽命長(zhǎng)的元器件，不讓不合格的劣質(zhì)元件混進(jìn)其中。參與選型的各級(jí)電氣管理人員要從長(zhǎng)遠(yuǎn)和發(fā)展的角度進(jìn)行考慮這個(gè)問(wèn)題。

（10）發(fā)展集散DCS控制系統(tǒng)：DCS在各生產(chǎn)中得到廣泛而較好地應(yīng)用，現(xiàn)在把電氣系統(tǒng)監(jiān)控納人DCS是近幾年發(fā)展的先進(jìn)技術(shù)，優(yōu)點(diǎn)是可充分利用DCS成熟的分散控制技術(shù)，有效提高整個(gè)電氣系統(tǒng)監(jiān)控的安全性和可靠性，實(shí)現(xiàn)機(jī)、電一體化控制，而提高電氣設(shè)備的自動(dòng)控制水平，這也是電氣自動(dòng)化發(fā)展的方向。發(fā)展DCS控制系統(tǒng)具備以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：①集中控制，在這里集中控制的概念已經(jīng)拓展到通過(guò)網(wǎng)線或?qū)Ｓ型ㄓ嵕€把所有高壓變電所連接起來(lái)進(jìn)行集中控制，形成高度自動(dòng)化；②電能質(zhì)量檢測(cè)，DCS的電能質(zhì)量以圖形和參數(shù)表多種形式，全面而準(zhǔn)確地反映電能質(zhì)量；③電量自動(dòng)計(jì)算，DCS的應(yīng)用會(huì)輕易解決這個(gè)多年以來(lái)難以解決的電量自動(dòng)計(jì)算問(wèn)題，真正能夠做到節(jié)省人力，按時(shí)準(zhǔn)確進(jìn)行自動(dòng)計(jì)量。

（11）高低壓綜保綜合管理：低壓綜合保護(hù)應(yīng)用要與高壓綜合保護(hù)同步進(jìn)行，低壓電機(jī)綜合保護(hù)器已經(jīng)在一氣分、一常壓、二催化變電所得到應(yīng)用，實(shí)踐表明低壓綜保的選擇性、快速性、靈敏性和可靠性都優(yōu)于傳統(tǒng)的保護(hù)方式，在大力推廣低壓綜保同時(shí)，要注意盡量選擇型號(hào)先進(jìn)、廠家一致的，利于維護(hù)和管理，低壓綜保的發(fā)展趨勢(shì)也是微機(jī)監(jiān)控管理，日后的電力系統(tǒng)發(fā)展必然運(yùn)用微機(jī)對(duì)高低壓開關(guān)設(shè)備進(jìn)行綜合監(jiān)控管理，而現(xiàn)在要做好的工作就是為將來(lái)的自動(dòng)化監(jiān)控發(fā)展前景打下良好基礎(chǔ)。

5 結(jié)束語(yǔ)

討論了供電系統(tǒng)中的繼電保護(hù)系統(tǒng)和裝置的可靠性問(wèn)題，提出了對(duì)繼電保護(hù)的可靠性進(jìn)行探討的必要性、影響繼電保護(hù)可靠性的因素，針對(duì)供電系統(tǒng)繼電保護(hù)的現(xiàn)狀和存在問(wèn)題，提出了提高繼電保護(hù)可靠性的措施。

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