近年来电网继电保护运行水平有所提高,正确动作率逐年上升,但存在母线差动保护和断路器失灵保护正确动作率偏低等问题,分析了出现问题的原因,提出了改进意见。对有些微机保护误动的原因及微机保护装置硬、软件定型与规范化等问题进行了分析、讨论。指出全行业应重视上述三方面的问题,抓好保护的科研和管理工作。
关键词 继电保护 正确动作率 母线差动保护 断路器失灵保护
分类号 TM 77
0 引言
继电保护是一门科技含量高、管理要求严格的专业。陆延昌副部长一再强调“管电必须管理电网,而管电网必须管好继电保护”。在广大继电保护专业人员的努力下,继电保护运行水平逐年提高。从国家电力调度通信中心与电力科学研究院对《1997年国内继电保护与**自动装置运行情况统计分析》看出:1997年220 kV及以上系统继电保护正确动作率创造了历史*高水平。国内各网、省公司(包括直属部分)有89.47%的单位正确动作率在95.6%以上,有78.95%的单位正确动作率在96%以上,有26.3%的单位正确动作率在97%以上,有18.42%的单位正确动作率在98%以上。这样好的成绩是可喜的,成绩的取得也是极不容易的。
近年来继电保护运行水平的提高,使我们对实现“九五”期间电力系统继电保护工作目标增强了信心。广大继电保护专业人员继续加强技术研究,加大管理力度,相信到2000年,国内各网、省公司220 kV及以上系统继电保护正确动作率可以达到96.5%以上,有50%的网、省公司能达到并保持在98.5%以上(国内母线保护正确动作率争取达到95%)。
在分析继电保护的运行情况时,还应强调:应进一步减少由“运行部门”责任和“原因不明”造成的220 kV及以上系统继电保护不正确动作次数及其比例;杜绝因运行部门造成的主网稳定破坏,导致系统解列和大面积停电的事故;杜绝首都、直辖市、省会城市电网因运行部门责任造成的大面积停电事故;杜绝运行部门责任的大型发电机、变压器设备损坏事故。在现有基础上,进一步提高主网系统微机保护,发电机、变压器元件保护和故障录波装置运行水平方面还有大量的研究工作,特别是主网的母线差动保护、断路器失灵保护和微机保护存在的问题应加快研究解决。
加强继电保护运行管理应突出4个方面的工作:一是认真进行全过程管理,理顺管理体制,建立责任制;二是各网、省公司应尽快建立继电保护运行信息管理系统,开展继电保护动态管理;三是加大奖惩力度,落实“反措”及各种规定;四是按市场规律规范继电保护产品及质量。
1 母线差动保护
目前我国各电网220 kV及以上系统投入运行的母线近2400条,且以每年200条~250条的速率增加。众多母线差动保护为维护电网**稳定运行起着极其重要的作用,应对母线差动保护给予特别重视,对其存在的问题要快速解决。
从近年来母线运行情况和母线差动保护正确动作率来看,有以下几个问题需重视。
1.1 母线故障率偏高
1997年国内220kV~500kV母线约2400条,共发生61次故障,故障率2.54次/(百条线.年),其中220kV运行母线2156条,发生46次故障,故障率为2.13次/(百条线.年),故障率偏高。造成母线故障率偏高的主要原因是:运行维护不够,刀闸支持瓷瓶常发生断裂;运行人员的操作不当及误操作;运行方式安排不当;设备质量及安装问题。只要加强管理,每个环节**责任落实到位,这些问题是可以大量减少的。
1.2 母线保护正确动作率偏低
在广大继电保护技术人员的努力下,母线差动保护的正确动作率逐年提高,1995年的正确动作率为85.04%,1996年升到92.56%,1997年达到93.15%,创造了近十几年来的*好水平。但从电网**运行角度看,这样的正确动作率远远不够。“九五”期间电力系统继电保护工作目标要求:国内各网、省公司220kV及以上系统母线保护正确动作率争取达到95%。这个要**根据电网**运行的需要和我们的技术装备条件而定的,目标不算高,但要达到这个目标仍有很多工作要抓紧做,困难是不少的。
1.3 1997年各类母差保护动作分析
1997年,固定式母差保护(国内近350套)正确动作率为87%,比1996年(94.7%)大幅度下降;比相式母差保护(国内480多套)正确动作率为92%,比上年(91.4%)略有上升;比率式母差保护(国内300套)正确动作率为60%,比上年(69.2%)下降较多;短引线保护(国内57套)正确动作率为66.67%,比上年(50%)有所上升,但仍很低。由此看出,比率式母差保护和短引线保护问题尤为突出。近年来,比率式母差保护正确动作率一直在60%~70%之间徘徊,短引线保护正确动作率处于50%~70%的低水平。
母差保护的关键是能否有效克服区外故障时因电流互感器(TA)误差而产生的差动不平衡电流,特别是TA流过大的短路电流时因电磁饱和而会产生大的不平衡电流。比率式母差保护的差动继电器采用一次穿越电流作为制动电流,因此在区外故障时,若有较大的不平衡电流,就可能失去选择性;当区内故障时,若有电流流出母线,此保护的灵敏度就会下降。老的母差保护还存在母线运行方式自适应问题,TA断线判别及TA变比一致性、抗干扰及可靠性等问题。总的看,要推广应用微机母线差动保护,要积极推广应用电力自动化研究院**的将差动电流参与制动的复式比率母线差动保护及其它单位**的微机型母线保护,及时总结经验,争取尽快提高母线差动保护运行水平。
2 断路器失灵问题
断路器失灵保护已由1993年的722套扩大到1997年底的1120套,各电网新投入运行的500kV厂站及220kV主要的厂站均配备了断路器失灵保护。近5年来,断路器失灵保护正确动作率一直较低(见表1),每年都发生多起因失灵保护不正确动作而引起的事故扩大,造成较大的损失。
断路器失灵保护运行水平低主要有3个原因:
a.对断路器失灵保护的重要性认识不够。近年来强调“加强主保护,简化后备保护”,有些人认为断路器失灵保护属于后备保护,因而就不太重视。这是造成断路器失灵保护正确动作率一直很低的主要原因之一。应该看到,断路器失灵保护大多是安装在500kV厂站或220kV重要厂站,它的作用应���母线差动、线路主保护同样重要,绝不是一般的后备保护。实际运行证明:断路器及保护拒动时常发生,而断路器失灵保护拒动、误动都会给电网**运行带来很大的威胁。因此,设计、安装、**维护、调度运行各部门都应高度重视这种保护,努力想办法提高其运行水平。
b.建设部门人员不认真,运行维护人员维护管理不到位,造成漏接线、误接线、误操作、误碰等问题较突出,断路器失灵保护所涉及的一次设备多,范围广,使二次接线相对复杂,因而每年都发生断路器失灵保护误动、拒动,检查起来常发现是违反了“反措”要求,有的单位重复发生,说明**责任不到位,奖惩不严,管理不善。今后应加强设备投产验收、运行中定期校验和维护管理。
c.断路器失灵保护设备质量存在某些问题,希望厂家进行改进,科研人员应抓紧研究,充分利用微机优势,采用自检功能,进行实时监视,发现问题及时解决。
3 微机型保护
近年来微机型保护发展很快,目前国内已投入运行的微机保护达7000多台,并以每年800台~1000台的速率增加。微机保护运行情况较好,正确动作率逐年提高(见表2),已从1991年的90.6%提高到1997年的98.58%,为保证电网的**稳定运行作出了巨大贡献。
微机保护主要配置在220 kV及以上线路、大型变压器及发电机上。近年来,按线路故障率计算,220kV线路每年发生故障约1200次,330kV线路发生故障约50次,500kV线路发生故障约80次,加上相应母线故障,总共1200次~1500次,这些故障主要靠微机保护来切除。由此看来,微机保护已成为我国电网**稳定运行的重要支柱。
从近年来微机保护运行情况看,有以下几个问题值得认真研究:
a.从微机保护不正确动作次数看,误动次数明显多于拒动次数,如1996年误动61次,拒动11次,1997年误动75次,拒动8次。造成这种现象的原因是复杂的,有技术上的,有管理上的,也有人为的和质量的原因,需对具体情况进行分析,制订措施。
b.从对1997年微机保护83次不正确动作的原因分析可以看出,收发信机故障占23%左右,问题较多的是WXB—11型及WXB—15型微机保护及其它几种型号的微机保护中所配套的收发信机。国家电力调度通信中心组织专家组和部分网、省公司专业技术人员对继电保护高频通道进行了大量调研,初步确定了继电保护高频通道存在的几大问题:工频量进入高频变量器造成通道阻塞;正确可靠接地问题;收发信机高频通道入口处不能随意接录波监测;通道发生异常及正常运行检查操作不当等。现已制定并颁布了《继电保护高频通道工作改进措施》,希望各单位认真执行并及时总结经验。
c.微机保护装置的硬件、软件定型与规范化问题。大批量的微机保护投入运行,该保护的硬件、软件修改是常发生的事,特别是软件更换、修改量日益增加,这就出现了如下问题:一是怎样保证修改、更换的软件正确可靠;二是厂家、**单位更换、修改软件时应按照必要的程序进行、防止遗漏及随意性,要明确责任;三是软件修改、更换后要按规定进行交接、验收、培训,否则易留下隐患,遇上事故会出差错。因此,不仅应要求微机保护的硬件按系列标准化,其软件要规范化,而且修改、更换软件要有相应的规章制度,以保证微机保护水平的进一步提高。
4 结语
近年来,在制造厂和科研、**、运行部门广大继电保护专业人员共同努力下,电网继电保护运行水平逐步提高,220 kV及以上系统保护取得明显的成绩,为实现“九五”时期电力系统继电保护工作目标创造了良好的条件。但在分析继电保护运行情况时,对母线差动保护、断路器失灵保护和微机保护存在的问题应给予高度重视。要加大研究力度,抓好全过程管理、动态管理。相信在全体继电保护专业人员的努力下,我国的继电保护运行水平将进一步提高,为电网的**稳定运行作出新贡献。