继电保护动作率

- 1 - 继电保护装置动作统计分析存在的问题及改进措施 摘 要 :采用“正确动作率”的统计方法对扬子石化热电厂继电保护装置动作的各种情况进行统计，分析继电保护装置异常动作的各种原因；针对扬子石化热电厂电力系统现存的各种问题，提出减少继电保护装置异常动作的具体解决措施；对“正确动作率”统计方法存在的问题进行总结，详细探讨解决这些问题的方法；分析影响扬子石化热电厂继电保护动作正确率的几个因素，并提出提高继电保护动作正确率的措施。

关键词：继电保护装置 异常动作 正确动作率 统计分析

第一章 继电保护装置异常动作统计与分析 继电保护装置是扬子石化热电厂电力系统的一个重要组成部分 ，它对扬子石化热电厂电力系统本身的安全稳定运行影响很大，对于因继电保护装置本身故障造成的保护异常停运，有的因未及时处理，最终导致停止供电，严重影响扬子石化公司的安全稳定运行。因此，消除继电保护装置缺陷，减少其异常动作次数是十分重要的。

1.1 继电保护装置异常动作类型统计与分析 从1987 年1月1日至1999 年7月1日，扬子石化热电厂继电保护装置共动作273 次，其中正确动作185 次（67.8%），误动74 次（27.1%），拒动14 次（5.2%）。扬子石化热电厂继电保护装置异常动作类型统计如表1.1 所示。

表1.1 继电保护装置故障类型统计 - 2 -

注：其它指检查直流接地、直流保险熔断、直流回路串入交流信号、电压抽取不正常、一次设备等引起的保护装置异常动作。

从表1.1 统计的数字来看，占前五位的异常动作原因分别是定值整定问题、接线问题，瞬时缺陷、误操作、继电器问题，分别占故障总次数的14.8% 、13.6% 、13.6% 、13.6% 、12.6%, 合计占68.2% ，多次造成扬子石化公司大面积停电，严重影响了扬子石化热电厂电力系统及扬子石化公司重要化工装置的安全稳定运行，不容忽视。

1.1.1 定值整定问题 “定值整定问题”原因造成继电保护装置异常动作占首位（14.8%）。定值整定问题系指对继电器整定得不合理，造成继电保护装置误动或者拒动，尤其是上下两级开关在整定值上需要配合的时候，因为动作值或动作时间整定不当，上级开关保护躲不过起动冲击电流或下级开关保护区域内的故障电流而误动。在13 起因“定值整定问题”引起的异常动作中，两者动作次数为4 次和5 次。比较突出的是煤场二线516 开关的速断保护，多次越级跳闸，严重影响了正常的生产。 - 3 -

由于扬子石化热电厂电流保护大多数采用DL、GL 系列电流继电器，因为电磁型继电器本身固有的缺陷，若想提高继电保护动作的选择性和可*性，必须牺牲保护的灵敏性（放大整定值）和速动性（延时）。比较有效的解决办法就是将DL、GL 系列继电器更换为微机保护，微机保护与传统的电磁型保护装置相比，在原理上有突出的优点：整定值在故障开始时或电动机启动时，能自动提高一定倍数（通过软件编程来实现），在电动机启动完毕或者故障发生一段时间后，整定值自动恢复至原来的数值，这样既躲过起动冲击电流或故障电流的影响，又使继电保护的选择性、速动性、灵敏性和可*性趋向统一。

1.1.2 瞬时缺陷 “瞬时缺陷”情况是指继电保护装置发生异常动作后，或经过一段时间或复位或断电即恢复正常，将继电保护装置退出运行后，检查装置无任何问题（保护异常动作有很大的随机性）。从表2 统计的数字可以看出，备用电源自动投入开关（简称“备自投”或BZT ）拒动占瞬时缺陷异常动作次数的50% （占总异常动作次数的6.83%），对于这类异常动作，只能在继电保护装置检修期间，加强对继电器的校验及保护回路完好性检查，防止继电器接点卡住或粘住及回路不通，保护投运前要做现场通流和传动试验以保证回路完好和动作正确性，对于BZT 开关还要定期做自投联锁实验。

1.1.3 接线问题和误操作 “接线问题和误操作”都是指因人为因素导致的继电保护异常动作。前者一般指施工单位在施工安装时接线错误，问题集中在CT二次极性接反及继电器接线错误等方面。后者指检修人员误碰误动非检修回路、走错间隔、违章操作及运行值班人员错误操作等引起的保护异常动作。最典型的事例是1989年4月21日电气运行值班人员非同期合540 开关，540 开关速断保护拒动（时间继电器选型不当），导致公司严重的非计划停车。接线问题和误操作的共性就是加强责任心可 - 4 -

以减少保护异常动作次数。因此有关部门要求施工单位加强施工管理，完善竣工验收工作，在施工过程中，不能为了施工进度降低安装质量。另外，继电保护维护与检修人员应提高业务水平，避免出现技术性误操作，工作负责人应密切注意工作班成员的检修，加强安全教育，防止走错间隔，误碰误动非检修回路及违章操作，一经发现应及时制止，并给予批评教育，指出可能带来的严重后果，杜绝再次出现类似情况。

1.1.4 继电器问题 “继电器问题”造成保护异常动作也占相当大的比例（12.6%），继电器问题主要集中在继电器断线、接点卡住或粘住或接触不良、功率方向元件潜动、抗干扰性能差等方面问题。如1991 年11 月20 日#2 化水变保护拒动（BCJ 断线）和1996 年8 月6 日和14 日#7 炉乙磨煤机两次误动（过流保护继电器卡住和时间继电器烧坏）。其主要原因是继电器校验不符合标准、安装不符合要求、投运前没有做现场通流和传动试验。还有，继电器抗干扰性能差，易受外界干扰影响，造成继电器工作失常和损坏。现场屏蔽及接地方面也存在不少问题，影响继电器的正常运行。同时，继电保护维护与检修人员每次检修时，应加强继电器的校验，禁止校验超周期、甩项目和简化项目，严格按照继电器保护校验规程校验每个继电器。

1.2 主要继电保护装置故障率统计与分析 扬子石化热电厂主要保护装置故障率统计如表1.2 所示。继电保护装置故障率占前七位的是过电流保护（12 次，13.6%）、元器件差动保护（12 次，13.6%）、高压电动机综合保护器（9 次，10.2%）、低电压保护（8 次，9.1%）、备自投（8 次，9.1%）、速断保护（7 次，7.9% ）和线路差动保护（7 次，7.9%）。合计63 次，占总异常动作次数的71.4% 。

表1.2 主要保护装置故障率 - 5 -

注：其它指一次设备等引起的或无明显掉牌标志的保护装置异常动作。 1.2.1 电流保护 电流保护包括过电流保护、速断保护及中性点过电流保护，其异常动作次数23 次（占总异常动作次数的26.1%）。电流保护异常动作主要原因有定值整定问题（10 次），设计及选型问题（5 次）和继电器问题（4 次）。由于扬子石化热电厂上下两级开关电流保护之间接线方式不同或者上下两级开关保护接在变压器、电抗器、发电机、母线及输电线路的不同侧，由此会导致在下级开关保护范围内发生故障时，上下两级开关保护的继电器得到的电流分配有所不同，因而形成上下两级开关保护灵敏系数的不同变化。如果整定值整定得不合理，CT 或电流继电器选型不当或者继电器等其它元器件质量不过关，发生在下级开关保护区域内的故障就会引起上级开关保护越级跳闸。如1999 年2 月24 日#4 厂低变中性点过电流保护误动（定值整定得不合理），1993 年8 月22 日470 开关过电流保护误动（过电流继电器烧坏）和1995 年5 月24 日#2 机甲凝泵速断保护误动（中间继电器选型不合理）。因此，电流保护对定值整定，保护元器件的选型及质量有很高的要求。如果加强整定值计算和元器件设计、选型及筛选，严格做好投运前的校验，现场通流和传动试验，此类问题会显著减少。 - 6 -

1.2.2 元器件差动保护和线路差动保护 1.2.2.1 元器件差动保护 扬子石化热电厂元器件差动保护大部分采用BCH 系列继电器和DL系列继电器按电流环流法接成的。元器件差动保护异常动作原因中继电器问题、设计及选型问题及误操作问题,占元器件差动保护异常动作次数的3/4 。由于元器件差动保护的对象是电力变压器、电抗器、发电机及母线等，这就要求元器件差动保护能躲过励磁涌流或外部短路时暂态不平衡电流的影响，当被保护对象空载投入或外部故障时，励磁涌流或外部短路时暂态不平衡电流只流过被保护对象的电源侧或故障侧，通过CT 回路在差动回路中形成含有非周期分量的不平衡电流，非周期分量电流能使BCH 型继电器铁芯迅速饱和，执行元件DL-11/0.2 型电流继电器动作电流大大增加，提高元器件差动保护继电器躲避励磁涌流和外部短路时暂态不平衡电流的性能。但对于DL 系列电流继电器构成的差动保护，必须通过调整CT 变比、容量、电流继电器动作值和动作时间来躲过不平衡电流的影响。若继电器选型不准，质量不过关或校验不到位或CT 容量选择不当，都会引起元器件差动保护异常动作，如1993 年3 月26 日，#3 厂用电抗器差动保护误动（继电器抗干扰性差）和1987 年7 月11 日#1 厂用电抗器差动保护因为检修人员将电流互感器二次侧开路而误动。这就要求继电保护人员在对元器件差动保护回路维护和检修时，首先要加强继电器的校验，其次要检查元器件差动回路的正确性（包括接线、安装、调试等方面），严格做好投运前的校验安装和现场通流传动试验，此类问题可随之减少。

1.2.2.2 线路差动保护 扬子石化公司35KV 和6KV 直配电供电线路设置ZCD-1B 型线路纵联差动保护装置（配备有ZXJ-1B 辅助导线监视装置）、限时速断及过电流保护，保护运行正确与否直接关系到全公司化工装置的安全稳定生产。近几年来，我公司多次发生