继电保护不稳定的原因及相关事故处理对策分析

林坚锋

摘 要：文章基于继电保护设备对电网发展的重要作用，提出了保持继电保护稳定运行的必要性，介绍了继电保护装置出现不稳定运行状态的表现，从硬件因素、软件因素、人为因素三个方面，分析了出现不稳定运行的原因，并结合工作实际，提出了对继电保护装置不稳定运行状态事故的处理对策。

关键词：继电保护；不稳定；事故处理

中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）26-0116-02

继电保护为称为电网安全稳定运行的“保护神”，在电网发生故障时，迅速动作于跳闸或告警，以确保电网安全稳定运行。随着我国建设智能电网进程的逐步深入，电网规模日益庞大，网架结构日益复杂，继电保护作为电力二次系统的重要组成部分，其稳定性对电网安全有着重要意义。

1 继电保护装置不稳定问题的表现

继电保护及其安全自动装置主要用于在最短时间内切除电力系统内故障，并动作于跳闸或告警，提醒操作人员进行故障排查，避免事故扩大化。选择性、速动性、可靠性、灵敏性是继电保护的四个特性，在实际的运行过程中，受到各类因素的影响，继电保护可能会出现各类不稳定情况，主要表现在以下几个方面。

1.1 元件老化与腐蚀

继电保护设备的CPU板卡、模拟量输入输出板卡、开关量输入输出板卡中有大量的电力电子元器件，这些元器件对外界条件非常敏感，继电保护设备长期运行于较为恶劣的外部环境下，在温度、热度、湿度异常的环境下，会加速继电保护设备内部元件的老化与腐蚀速度，特殊的高温和湿热环境下还可能出现锈蚀，从而引发继电保护设备的技术参数偏差，引起保护特性的 不稳定。

1.2 外部电磁干扰

继电保护装置作为二次设备接入电网中，承担着快速切除电网故障的任务。电网本身是一个复杂的电磁干扰系统，存在着大量的高频信号和干扰信号，这些电磁信号对继电保护的稳定性存在一定的干扰，严重时甚至导致继电保护误动作。

在电磁干扰较大如电气化铁路、钢铁厂等环境下，部分高敏继电保护设备在运行的过程中，这些干扰信号还会变成电脉冲瞬态信号，引发继电保护设备跳闸，导致电力系统因故停电，引起较大的停电损失。

1.3 静电效应与粉尘污染

在现代电力系统内部，强弱电交叉的现象不可不免，内部设置非常复杂，内部线路错综复杂，存在较大的静电效应和粉尘污染，从而可能导致继电保护装置内部板件上吸附较多的灰尘，可能引起内部接触不良、焊点被污染，严重时引发电器元器件内部导通，引发绝缘击穿或元器件失效，导致继电保护不稳定。

2 引发继电保护装置不稳定的因素分析

引起继电保护装置不稳定的因素很多，从发生的概率和类型上进行总结，大致可以分为以下两方面。

2.1 软件因素影响

继电保护装置的逻辑实现和跳闸出口都是通过软件实现的，尤其是微机保护时代，CPU中集成的继电保护装置逻辑是否正确直接决定了保护的动作行为。

如果继电保护装置软件存在问题，例如相关的保护逻辑流程错误、需求分析不正确、逻辑编码出错等，会直接引起保护装置运行不稳定，严重时甚至出现保护的误动或拒动。

例如，某厂家220 kV线路新版本程序在频率为50.09 Hz并发生故障时，纵联距离不动作，由其它保护在200 ms时动作切开故障。

经过分析，新版本程序采取了新的频率偏移处理逻辑，跟踪精度0.2 Hz，当频率偏移超过每档0.03 Hz（如49.96 Hz，48.84 Hz时），程序处理未做相应补偿，导致保护拒动。

2.2 硬件因素影响

2.2.1 继电保护装置硬件回路

某110 kV及以下线路保护装置的硬件回路图，如图1所示。其主要包括交流插件、CPU插件、操作插件、电源插件等，对于110 kV及以上线路保护，还会包括若干块输入输出插件，交流插件的数量也会因为输入量的增加而增加。

如果装置硬件回路出现问题，会直接影响整个保护设备的动作行为。例如，交流插件内部采样回路中的A相电容管脚接触不良，导致A相采样偏小，可能引起差动保护出现差流，引起保护动作异常。

2.2.2 硬件回路以外其他二次回路的影响

除了装置自身硬件回路以外，电力系统内部二次回路中，导线绝缘老化、击穿引起短路故障的情况也十分普遍，其他辅助装置包括操作箱、电压切换箱等的故障，以及包括光纤通道、微波通道等通信通道在内的通信回路故障等，都可能引起继电保护装置的不稳定。

2.3 人为因素影响

除了硬件和软件因素外，人为因素也是引起继电保护不稳定的重要原因。例如，变电站工作现场中，运行和维护人员未能按照正确的操作流程来进行接线，或存在错接线和漏接线的情况，导致继电保护装置采集到的信号不正确，引起保护设备不稳定。

3 继电保护装置不稳定事故的处理对策

3.1 做好故障分析和处理

在故障分析和处理过程中，要发挥好故障录波分析装置、保护信息子站和主站的作用，通过对故障录波图的分析，得出事故发生的原因，并有针对性的采取措施进行处理。继电保护和故障信息处理系统工作分析，见表1。

一旦继电保护设备出现不稳定情况，保护信息子站会录入继电保护装置的动作信息以及故障录波装置录取的波形文件，并通过系统进行信息的筛选的分析，最终生出事故分析报告，通过通信服务，经过图形监控平台，进行事故的归档和信息发布。

3.2 做好日常的维护和保养

针对上述分析的硬件和软件影响因素，做好继电保护装置的日常维护和保养。

一方面，定期进行继电保护设备连接器件牢固度检查、电子元器件的疲劳程度检查、继电保护的清洁和除尘。

另一方面，通过顺序检查法、逆序检查法、整组试验法等方法，从保护定值检查、系统性能测试、保护动作逻辑、保护动作时间等方面，分析和判断故障出现的原因。

此外，还要做好对保护运行和维护人员的管理，提升人员专业素质，完善相关的管理制度，降低人为因素引起继电保护装置不稳定的概率。

3.3 加强对继电保护的管理

首先，做好继电保护的全过程监督和管理，做好继电保护的入网测试工作，从产品设计、保护原理、设备选型等方面来加强对继电保护的检测，从源头上控制继电保护的性能。

其次，落实对继电保护的缺陷管理，在继电保护投产时，做好试验验收，包括保护带负荷试验、传动试验等，紧抓设备采购环节，监督制造厂家的产品质量。

此外，加强对继电保护设备的改造，对于运行年限较长的继电保护设备，做好设备的升级和改造计划。实际运行中注重对继电保护设备备品备件的管理，一旦继电保护设备出现不稳定运行情况，能够有效降低设备的故障处理时间。

4 结 语

智能电网建设进入了高速发展的新时期，随着我国电网技术的不断发展，继电保护装置也呈现出自动化、网络化、智能化的特征，引起继电保护不稳定的因素也日益增多，原因更加复杂，因此，广大电力系统工作者应该加强学习，不断积累系统运行和维护经验，以提升继电保护的稳定性，最终保证电网的安全稳定运行。

参考文献：

[1] 孙春雨.电力系统继电保护不稳定的原因分析及事故处理措施研究[J].科技创新与应用，2015，（10）.

[2] 林文亮，刘晓冉.电力系统继电保护不稳定产生因素及应对策略浅谈[J].河南科技，2011，（12）.

[3] 周凯.电力系统继电保护不稳定所产生的原因及事故处理方法分析[J].数字技术与运用，2012，（2）.