金华电网继电保护缺陷统计及建议

周滔滔;周立伟;吴雪峰;周国庆

【摘 要】继电保护设备在电力系统中起着维护电网安全的重要作用，对金华电网近3年来的继电保护设备缺陷进行了统计，从硬件故障、程序问题、二次相关回路3个方面分析了缺陷产生的原因，对今后的继电保护设备维护工作提出了相应建议。%Relay protection plays an important role in maintaining power grid safety in power system. This pa-per sums up the defects of relay protection equipment in terms of hardware failures , program problem and secondary circuit in the last three years , and brings forward some suggestions for future maintenance. 【期刊名称】《浙江电力》 【年(卷),期】2013(000)009 【总页数】3页(P19-21) 【关键词】继电保护;缺陷;统计 【作 者】周滔滔;周立伟;吴雪峰;周国庆

【作者单位】金华电业局，浙江 金华 321017;金华电业局，浙江 金华 321017;金华电业局，浙江 金华 321017;金华电业局，浙江 金华 321017 【正文语种】中 文 【中图分类】TM773

随着电力系统的不断发展，继电保护设备的数量也急剧增加。金华电网现有继电保护设备4 879套，其中国产设备4 767套，生产厂家有南瑞继保、北京四方、国电南自、许继电气、深圳南瑞、南瑞科技、许继四方、许继日立、浙江创维、南京电研、南京中德等，设备国产化率97.70%。故障录波器114套，生产厂家有国电武仪、深圳双合、中元华电、南京银山、莱姆仪器等。结合金华电网2009—2012年继电保护缺陷发生情况，对继电保护缺陷进行统计分析并提出相应建议。 按照“紧急、重要、一般”的缺陷等级划分，对2010—2012年所有继电保护设备的缺陷进行分类统计，共消缺576次，其中紧急缺陷103次，重要缺陷237次，一般缺陷236次。汇总详见表1。

紧急缺陷：因保护设备的原因导致一次设备必须停运，需立即处理的缺陷。 重要缺陷：保护设备退出运行，而一次设备不需要停运的缺陷。 一般缺陷：不影响保护设备功能，保护设备尚能继续运行的缺陷。

从统计汇总表看，2010—2012年缺陷数量大体持平，其中紧急缺陷的数量增加明显，重要缺陷亦有逐年增加趋势，主要集中于保护设备的硬件故障。一般缺陷数量总体持平，重要及以上缺陷的增加，说明保护设备的总体运行情况堪忧，设备维护压力增加。

对缺陷按不同电压等级变电站分类统计，汇总见表2。

500 kV变电站中，双龙变电站和丹溪变电站采用了较多的国外保护设备，由于设备运行时间较长，设备老化严重，2010及2011年故障发生较多。部分进口保护设备缺陷比较集中、频繁且服务质量差，严重影响电网的正常运行。如ABB公司的保护曾发生家族性缺陷，但厂家一直没有彻底的改进措施。AREVA公司的LFZR保护设备厂家已不提供备品备件。但随着近2年逐步将国外保护设备更换为国产设备，缺陷发生数量呈下降趋势，2012年缺陷发生数量相对较低。 对2010—2012年继电保护设备的缺陷按照继电保护、故障录波器、所用变压器

及消弧线圈控制器设备分类进行统计，如表3。 统计分析表明：

（1）继电保护设备虽然发生缺陷数量较多，但缺陷发生率较低，设备整体质量要明显高于故率录波器、所用变压器及消弧线圈控制器；

（2）故障录波器、所用变压器及消弧线圈控制器的故障发生率较高，整体质量较差，占到了整体缺陷数量的34.33%；

（3）故障录波器问题较多，故障主要集中在对时装置故障、装置内部硬件故障，部分厂家售后服务能力不足；

（4）所用变压器及消弧线圈控制器缺陷主要集中在继电器中，由于继电器质量不良，正常运行时动作又较频繁，故障发生率较高。

按照设备硬件故障、设备程序问题、二次相关回路等缺陷原因对全网缺陷按下列类型进行分类统计分析，汇总表见表4。 2.1 二次相关回路

二次相关回路缺陷占全部缺陷的13.84%，占到了重要及以上缺陷的20.42%，主要是一次设备辅助触点不良引起的保护设备异常，以及户外一次设备由于密封、质量等原因造成直流接地等缺陷。

直流接地故障，设备正常运行时很难发现，有一定的隐蔽性，对设备的稳定运行有重大影响，故需对该类故障进行重点分析。2010—2012共发生直流接地47起，按照发生原因分类：一次设备故障30次；二次回路故障10次；直流装置故障7次。二次回路故障主要集中在一些运行年限较久的变电站，二次电缆老化是出现直流接地的直接原因，建议对这些变电站加快设备改造。

一次设备故障主要集中在主变压器及隔离开关的机构箱。主变压器设备已逐步安装了防雨罩，故目前发生直流接地故障的情况相对减少，隔离开关辅助触点不良造成的直流系统接地故障有所增加。隔离开关机构进水还会使机构辅助触点损毁，建议

对隔离开关机构也采用相应的防雨设施。 2.2 保护设备程序问题

保护设备程序问题多为厂家程序本身存在缺陷，彻底解决需厂家升级程序。这类缺陷由于需对程序进行检查和修改，缺陷处理时间较长。

典型程序问题为国电南自的SGB750母线保护，存在保护压板不能控制保护功能投退的异常情况，经厂家分析，该装置1.05Z或1.06g版本程序中的压板更新时间计数器算法存在错误，导致压板状态不能实时更新。

有一部分故障可以通过重启装置来消除，建议对于这类故障现象较为明显，处理方法比较简单的缺陷，可以考虑由管理部门制定相关规定，由运行人员对装置进行重启来消除故障，以提高缺陷处理的速度和效率。 2.3 保护设备硬件故障

从表3可以看出硬件故障或硬件性能不良引起的缺陷占总缺陷的一半多，最常见的问题是电源板、CPU板、装置面板等板件损坏，这与装置的家族性缺陷、生产质量、运行环境等因素有关。

家族性缺陷是指同一个厂家设备或同一生产批次的设备，由于设备设计及质量上的问题，出现共有的缺陷。如某一批保护装置液晶显示器或开关电源会在设备运行后同一时间段出现故障。

典型硬件故障为国电南自PSL600与PST1200系列保护的人机模件MMI，在运行中频繁发生液晶面板死机或反复初始化、运行灯熄灭或间歇性闪灭、内部RAM出错等缺陷，给保护的正常运行带来一定影响，涉及2004—2007年出厂的并使用双以太网或三以太网通信的PS系列保护设备。使用了无屏蔽层的网线或带屏蔽层网线的屏蔽金属丝未良好接地时，MMI出现异常的概率较高。

继电保护设备要求的运行环境温度为0～40℃，而在迎峰度夏期间，由于设备运行环境温度升高，设备故障次数明显增加。特别是电源板受环境温度影响较大。统

计表明，温度每升高10℃，电源板寿命将减少1倍。

另外，各个厂家的设备质量参差不齐，有的厂家的设备在达到保修期后，缺陷数量明显增加，加大了检修部门设备维护的压力。 3.1 加强备品备件管理

按变电站等级分为10 kV，110 kV，220 kV，500 kV，按设备厂家分有ABB、南瑞继保等14个厂家，保护设备类型达到数百种。考虑到相关设备由于生产批次的不同而导致的装置板件及版本不同，如果备齐全部备品备件，整体数量会达到上千种。如此庞大的的备品备件，需在设备采购、使用、维护、评估等环节加强管理，避免由于管理欠缺，大量备品备件准备不足，出现缺陷处理时无备品的情况。 3.2 加速超龄变电站改造升级

按照继电保护的规程规定，继电保护设备的运行时间为10—12年，但目前所辖变电站中有很多设备的运行年限已经达到、甚至超过了这一年限，设备技术改造不及时，设备老化严重，有的设备厂家甚至已经停止生产，给设备运行带来了重大安全隐患。

对于已达到甚至超过运行年限的继电保护设备，由于相关备品备件稀缺，应尽快进行设备的改造，同时加强对超过运行年限设备的二次巡检工作。 3.3 加强户外电缆整治工作

二次回路缺陷主要产生于户外电缆，运行多年的变电站都存在电缆沟支架腐蚀老化现象，变电站内原设计的电缆沟的布置本来已欠条理，加上多次改造，电缆排列凌乱异常，恶劣的电缆沟环境也加快了电缆老化的过程。应采用新型的复合材料电缆支架和“活动电缆支架”对电缆沟进行整治，改善户外电缆的运行环境。 3.4 改善设备运行环境

为保证继电保护设备的稳定运行，减少环境温度对保护设备运行寿命的影响，开关室及控制室内损坏的空调应及时维修。迎风度夏期间要求将控制室内保护屏的前柜

门和后柜门打开，以利于保护设备的散热。

为保证一次辅助触点的可靠，对户外机构的辅助开关及变压器上非电量辅助触点盒应加装防雨罩。 3.5 提高检修质量

严格执行检修现场管理规定，将管理规定的各项措施落实到检修现场的实际工作中。特别注重几个细节问题：螺丝紧固，应对所有螺丝（包含短接片）进行全面紧固；插件除灰，应将所有板件拔出进行灰尘清扫；电源板更换，运行达6年以上保护装置的电源板都应及时更换。

【相关文献】

[1]吴雪峰，邱海，吕赢想.继电保护设备状态检修探讨[J].浙江电力，2011，30（5）∶51-54. [2]吴雪峰，高川，郑晓明.老旧变电站电缆沟支架更换实施方案探讨[J].浙江电力，2012，31（6）∶63-65.