常见继电保护误动作产生的原因及预防措施分析

时间：2024-09-03

国网江苏省电力公司职业技能训练基地高洁

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继电保护作为电力系统的重要安全防线，直接关系着电力系统的正常、稳定运行，然而在具体运行实践过程中，受设备、环境、操作等诸多因素的影响，易产生误动作，进而影响着电力系统的可靠性，甚至是导致安全事故的发生，因此，总结、归纳、梳理继电保护常见的误动作，并针对其产生的原因采取可行性、有效性的预防措施，对于继电保护系统正常功能的发挥以及电力系统的安全运行而言具有重要的意义。

继电保护；误动作；预防

继电保护作为电力系统安全、可靠运行的基本保障措施，其可靠性尤为重要，直接关系着电力系统的正常及稳定运行。继电保护系统的可靠性简言之就是不拒动、不误动，保证继电保护动作的正确性、速动性以及灵敏性。然而在继电保护系统的运行实际过程中，误动作的产生是一个较为普遍性的现象，常常给电力系统带来较为严重危害，因此有必要追本溯源的找出一些常见误动作产生的原因，并采取针对性、可行性、有效性的防范措施，进而减少继电保护误动作发生率，提高继电保护系统的可靠性，保证电力系统的安全、稳定运行。

1　整定方案引起的误动作及预防措施

继电保护整定方案是继电保护系统的重要组成部分，方案的优劣程度直接关系着继电保护功能的有效发挥，基于理论而言，继电保护整定一般考虑整定值计算、时限配合、灵敏度校验等方面的内容。但落实到继电保护整定实践，所涉及的因素会更多，若仅从装设的保护方案类型来考虑，通过理论计算来设置整定值，易产生继电保护误动作现象。例如，某10kV架空配电线路，采用的是阶段式电流保护方式，该线路在某次停电检修后进行合闸送电时，线路速断保护I段动作，跳闸后无法自动重合，且手动送电时又产生动作跳闸。在排除非线路故障后，再次手动重合闸成功，且柱上开关分段合闸也成功。这种现象后期在该配电线路也发生了多次，但并非每次手动合闸或重合闸都会导致I段保护误动作。而研究发现变压器励磁涌流是引发误动作产生的真正原因，该线路沿线装设的变压器总容量较大，这直接导致变压器合闸投运时易产生较大的励磁涌流，其数值一般是额定电流的数倍，而励磁涌流含有较大成分的非周期分量和高次谐波，进而影响着继电保护整定值，产生继电保护误动作。

针对上述由于继电保护整定方案不合理而引发的继电保护误动作，一般可基于继电保护系统可靠运行要求，并结合实际对现有的整定方案进行优化。例如，在上述案例中，为了避免励磁涌流对整定的影响，可适当增加延时或增大I段起动电流。增加延时是为了使励磁涌流衰减至额定电流以下，即采用限时速断作为主保护。而起动电流的增大会在一定程度上缩小保护范围，这意味着必须根据配电线路实际情况来决定是否应用该方法。

2　二次回路引起的误动作及预防措施

二次回路对继电保护动作的影响，一般是由于绝缘降低或不足所导致的。由于线路老化、绝缘层击穿、电缆施工不标准等原因，配电线路绝缘会存在不同程度的降低或不足。例如，某变电所主变压器差动保护发生误动作，在检查分析后，发现主变差动保护一次侧C相电流互感器至开关端子箱二次电缆因穿管处管口密封不严，导致积水进入，使对地绝缘为零，从而短接了一相TA，在差动继电器中产生了差流，造成继电保护误动作的产生。可以看出，上述误动作的产生，是由于线路绝缘不足所导致的，而直接原因是由于电缆施工工艺的不标准。为了避免上述现象的发生，在继电保护二次回路的施工中，要求必须严格遵循相关施工工艺标准和要求。例如，电缆剥切时应保留绝缘层，并防止损伤线芯，电缆终端应包扎或加热缩套。地下电缆应穿保护管，且密封好管口。同时，为了防止由于线路老化或绝缘层击穿而降低线绝缘性能，应将二次回路的绝缘检查作为继电保护系统投运前或定期检修时一项重点工作，除了对二次回路外观破损情况进行检查外，还应检测二次回路各芯线间及对地的绝缘状态，并及时解决隐患问题。

3　互感器引起的误动作及预防的措施

电流互感器及电压互感器是继电保护系统的重要部件之一，二者运行过程中各种问题的产生也会引发继电保护误动作的产生。

3.1电流互感器引起的误动作及预防的措施

电流互感器所引发误动作主要有以下几种情况：首先，电流互感器铁心饱和。当接有互感器的一次主回路短路时，流过互感器的短路电流很可能使其饱和，增大一、二次电流间的误差，进而产生继电保护误动作。例如，差动保护中，若短路电流或非周期分量较大，造成电流互感器铁心饱，一旦产生的不平衡电流比差动保护整定值大，就会导致差动保护误动作的产生。为了避免上述问题产生，可采取限制系统短路电流、利用软件鉴别电流互感器的饱和、增加抗饱和辅助设施等预防措施。其次，二次回路接线错误。在电流互感器装设过程中，若将极性接反，则会使二次回路中性线出现较大的不平衡电流，产生保护误动作。对于这一现象，应严格按相关标准和要求进行接线，并在投运前做好继电保护通流试验，以及投运后做好带负荷向量测试。再次，电流互感器二次回路断线。针对这一现象也可采取多种预防措施，例如通过电流互感器的二次回路严禁装设熔断器，加强二次回路的连接导线的机械强度，避免电流端子的锈蚀氧化等。

3.2电压互感器引起的误动作及预防的措施

据相关统计数据表明，与电压互感器相关的继电保护误动作引发因素中，以电压互感器二次回路各种故障问题为主，与电流互感器类似。首先，电压互感器二次回路断线。电压互感器二次回路断线时，继电保护无法获取正确的电压信息，这就会造成与电压相关的保护产生误动作。例如，在距离保护中，若发生二次回路断线，所检测到的相电压为零，这类似于单相接地故障，易导致误动作的产生。针对这种现象，一般可对电压互感器二次回路断线进行监测，保护在断线故障发生时自动闭锁或退出，避免误动作产生。其次，电压互感器多点接地。回路的多点接地会造成中性线电压偏移，使相电压和相位发生变化，进行导致与电压变化量相关的继电保护产生误动作。最后，电压互感器二次回路接线错误。接线错误也会引发误动作的产生，这种现象的预防措施较为简单，一般可通过投运前的一次升压试验来加以解决。

4　外部干扰引起的误动作及预防措施

继电保护系统所处的环境聚集了大量的一、二次设备，而这些设备在运行过程中会产生高强度的电磁干扰。例如电力系统短路故障、变电所内断路器倒闸操作、二次回路电缆间的电磁耦合等，都会成为电磁干扰，进而可能对继电保护动作的时效性和精确性产生影响，甚至是导致误动作的产生。这就要求通过屏蔽金属电磁、电缆分类敷设、增大干扰影响距离等方式来避免电磁干扰对继电保护动作产生影响，进而减少误动作的产生。