变电站继电保护安全风险的分析及改进措施刘立宁--中国期刊网

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变电站继电保护安全风险的分析及改进措施刘立宁

发表时间：2020/7/20 来源：《电力设备》2020年第8期作者：王慧刘立宁

[导读] 摘要：近年来，随着我国电网的不断发展，电网规模越来越大。同时，继电保护也变得越来越复杂和重要。

        （国网河北省电力有限公司晋州市供电分公司河北石家庄 052260）
        摘要：近年来，随着我国电网的不断发展，电网规模越来越大。同时，继电保护也变得越来越复杂和重要。变电站是电力系统中的重要组成部分，在整个电力系统的能量和电压转换中起着非常重要的作用。它的安全运行对整个电力系统的连续稳定运行起着决定性的作用。变电站实现这一重要作用的关键是依靠继电保护。继电保护的采集量主要由一次系统提供，最终为一次系统服务。因此，我们应该考虑到继电保护专业的工作必须以系统的高度为基础，以一次系统为基本出发点来考虑继电保护装置、二次回路接线和自动安全装置，并在继电保护工作中树立一个整体的观念，不能只关注一个细节。在继电保护工作中其涉及面是非常广的，而且还是在二次回路开展的，一般情况下其一次设备还是处于运行状态中。因此，在一开始进行保护作业时，必须要了解清楚所涉及到的各个方面，对可能会发生的安全风险充分进行预设，一旦稍有考虑不周，都可能出现开关误跳闸情况或者发生对系统稳定运行有威胁的事故。
        关键词：变电站；继电保护；安全风险；分析；改进措施
        1、产生继电保护安全问题成因分析
        1.1寄生回路误动
        以某变电站的运行事件为例，在其1号变压器B相与同组2号变压器A相同时出现跳闸后，其保护延时处在5秒，在两台主变压器中的都出现了三侧跳闸事故。事故发生的同时，设备人员正在对220kV线路进行检测，但没有其他动作。在变电站系统模型分析过程中，发现主变高压侧断路器有保护局出口。由于两组电源设备之间存在寄生电路，电源接触后，电流在寄生电路中流动，产生误操作反应。
        1.2电力运行危险
        在继电保护领域，要对现场工作进行全面管理，同时要完成对各种继电保护装置的定期检查，还要安装调试新装置。但在实际工作中，由于此类技术操作的复杂性，往往会导致工作风险点问题，并对具体供电系统产生负面影响，危及整个工程的稳定。通过对此类危险作业问题的定位，将其分为静态危险点和动态危险点两类。
        在具体技术处理中，作业环境与设备系统中带有的风险问题，属于静态危险点类型。此类风险问题，大多是由于设计、安装、检修中的不完善问题造成的，其内容相对较为直观，需通过相应的整改措施才能消除其危害条件，否则就会对现场施工作业造成持续性的影响，并在照明不足、插件接触、计算机保护、抗干扰能力等问题中，出现较为严重的风险问题[2]。
        另外，在动态风险点的类型中，由于受到时间、环境等因素的影响，现场的设备会出现一定的故障风险。与此同时，工作人员在进行技术检修的过程中，也会受到环境条件的影响，在短时间失去保护的同时，出现PT二次短路或接地问题。严重时，甚至还会出现CT二次开路、母差启动失灵、启动载波机故障等问题。技术操作人员的人为失误也会增加动态风险的概率。因此，无论是静态风险问题还是动态风险状况都会对整个设备造成危害，需要及时处理，确保技术处理的有效性。
        1.3二次回路干扰
        在电力系统中，由于雷电干扰等问题的影响，会不时出现短路等故障。在高压设备的运行过程中，也会出现暂态条件下的干扰电压。这种干扰电压以静电、电磁耦合和直接传导的形式进入继电保护装置，形成电磁干扰信号。这种信号的峰值往往高达几百伏甚至几千伏，其频率状态也保持在几十万到几百万赫兹，从而增加了继电保护装置误动误动的概率。同时，在二次信息号中，通常会放大此类干扰源，并在与一次信号形成对应系统的基础上，使自己受到更为严重的故障影响。
        影响途径上，这种干扰信号主要以3类形式产生影响。（1）由于电气设备、导线、电缆间带有不同参数状态的分布电容，因此，在一次设备与二次设备间，存在静电耦合状态，受耦合互感器的影响，使高水平的一次回路，对二次回路系统产生影响；（2）在导体附近存在磁场结构，并与其他导体间存在互感状态，当一次回路与二次回路存在电磁耦合时，会将一次回路中的暂态扰动通过电磁耦合器进行传递，并由此造成故障影响；（3）当系统对地短路或避雷器动作时，大量电流会流入变电所的接地网并向大地分散。在这种情况下，接地网的电流流入点也会与其他位置出现明显的差异，从而产生干扰问题。

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        2、危险点的类别
        继电保护工作的主要现场工作包括：对相关继电保护装置进行定期检查，对新装置安装、调试和运行完成过程中出现的继电保护装置异常情况进行处理。所谓危险点，是指这些工程中可能发生事故的场所和行为。在这些危险点，它们可以根据它们的性质进行分类。一般可分为两类：一类是静态危险点，另一类是动态危险点。
        2.1动态危险点
        行为中最危险的是动态的。这种静电危险点是不同的。它不是从一开始就存在的，而是随着时间的推移或由于外界的影响而逐渐出现的。例如，在保护现场作业时，由于安全措施的变化，工作人员在短时间内没有得到保护；在进行定期试验时做安全措施，出现PT二次的短路或接地，或者C T二次的失灵启动母差、开路以及启动载波机跳对侧开关；还有就是在继电保护工作中由于工作人员身体出现不适或情绪不佳、注意力不集中等现象而引起对人为事故，造成了对人和设备安全危害的问题等。
        2.2 静态危险点
        在继电保护过程中，一般工作环境和设备系统中的危险点通常是静态危险点。造成这些危险点的主要原因是：一是设计不完善；二是制造、安装或维修质量差。这种危险点比较直观。如果不加以纠正，就无法消除，并可能在现场作业中造成长期影响。这包括插件接触不良、工作场所照明不足、微机保护装置抗干扰能力差等。这些危险点对继电保护的影响不容忽视。
        3、改进方案
        3.1控制动态危险点的措施
        动态危险点在原则上是可以避免的，我们可以针对性的运用以下措施防控其出现：（1）技术骨干对技术难度大、复杂程度高的工作负责；对危险性较大的工作采取必要的安全措施；对身体不适的员工安排适当休息；加强对员工错误的教育和监督。（2）进一步完善工作管理制度，严格要求员工必须遵守施工操作规程进行施工，对于员工出现的习惯性问题要严厉纠正。
        3.2控制静态危险点的措施
        静态危险点的特点在一开始就存在，会长期威胁继电保护工作人员的人身安全，因此要从根本上消除和消除静态危险点。但在实际工作中，必须在排除危险点的同时，考虑经济性和可行性。以下三种方法可用于控制静态危险点：（1）在工程建设时要严把质量关，对发现的静态危险点要及时彻底清除。如果设备存在老化、闭锁装置不完善、安全不合格等情况要及时进行更换。（2）无法从根本上消除的安全点，应该在危险点处设置警示牌，安装隔离挡板或者围栏。（3）增强培训力度和密度，进一步加强工作人员的安全意识和防护意识。
        4、结束语
        通过对继电保护的概念和目标的探讨，阐明了当前继电保护工作中存在的风险问题。在分析原因的基础上，提出了具体的整改策略，为相关继电保护工作提供了应用指导。同时，变电站的技术人员也要注意车站的运行情况，这与文中所述内容的总结相去甚远。在具体的技术操作中，也要不断总结经验和优化方法，保证整个电力系统的稳定工作状态，做出持续努力，体现电力能源供应的社会价值。
        参考文献：
        [1]张驰，谢民，刘宏君，等．基于语义网的智能站继电保护隐性故障辨识诊断技术研究[J]．电力系统保护与控制，2019，47（14）：95~101.
        [2]谢民，邵庆祝，王同文，等．省级电网智能变电站二次设备在线监视与故障诊断系统[J]．计算机与现代化，2019，（7）：65~71.
        [3]崔玉，吴奕，张志，等．基于电力无线虚拟专网的继电保护智能移动运维系统设计及实现[J]．电力系统保护与控制，2018，46（23）：175~181.
        [4]郭采珊，蔡泽祥，潘天亮，等．基于信息可达性的智能变电站继电保护系统风险评估方法[J]．电网技术，2018，42（9）：3 041~3 048.