继电保护测试仪的定值计算及回路隐形故障

1、继电保护测试仪定值计算及回路隐形故障上海日行电气有限公司广泛听取用户意见，充分运用现代微电子技术和电力电子技术而实现的一种新型小型化微机继电保护测试仪，它采用国际流行的DSP和开关放大器技术，单机独立运行功能已十分强大，再配以PC软件，使其能联接电脑运行，功能锦上添花，而其体积和重量只有传统测试仪的一半，先进的设计理念使该款测试仪达到了国际先进水平。摘要：继电保护及自动装置是电力系统的重要组成部分，对保证电力系统的安全经济运行，防止事故发生和扩大起到关键性的作用。随着电力工业迅速发展，继电保护及自动装置也加快了更新换代的步伐，大量的电磁式继电保护装置被微机保护所取代。针对多种形式、不同厂家各异

2、的继电保护及自动装置能否正确动作，直接关系到电力系统的安全稳定运行。有数据表明：电力系统因继电保护引起的电力事故占较大比重，由于定值计算与管理失误造成继电保护“三误”事故也时有发生。因此，探索新模式下的继电保护定值计算与管理工作显得十分重要。1定值计算的前期工作1.1定值计算需要大量前期资料定值计算应具备准确无误的计算资料，这是进行定值计算的前提。它包括：一、二次图纸；所带变压器、电容器、消弧线圈、电抗器等铭牌数据和厂家说明书；电压互感器、电流互感器变比和试验报告；实测线路参数或理论计算参数；保护装置技术说明书、现场保护装置打印清单等等。1.2在实际计算中遇到的问题图纸或资料与现场实际不符；比

3、如TA变比与实际不符、线路长度与实际不符、变压器短路阻抗与实际不符、应该实测的参数没有实测值、图纸错误等等。定值计算所需资料不全：未提供电容器内部接线形式；没有现场保护装置打印清单等。提供资料标注不清：架空线没有分段标注长度和型号；电缆线路在方案中没有写清所带用户或标注双电缆。1.3TA变比与实际不符使定值计算错误例：某变电站10kV出线，带两台容量SN为1000kVA变压器，短路阻抗UK为6，资料提供TA变比N为600/5，实际变比N为1000/1。保护定值计算：TA变比N取600/5，过流保护按躲过最大负荷电流整定：I1.52SN31/2UeN=1.37A则一般定值最小可选：600/5，2

4、A。而实际情况：TA变比N取1000/1，代入I0.16A可选择：1000/11A。速断按躲过变压器低压侧短路整定：短路阻抗标么值：（取基准容量SB=100MVA，基准电压UB=10.5kV，基准电流IB=5500A）当UB=UN时X*=UKSB/(100SN)=6I1.35500/(X*N)=9.93A（N取600/5）一般最小可取：600/5，10A。而实际情况：N=1000/1，1.35500/(X*N)=1.19A可选取：1000/1，2A。结论：可见实际为1000/1的TA，按照600/5计算，所选定值将相差悬殊。1.4解决措施由设备运行维护单位建立由专人负责的设备运行管理数据库，数

5、据库要做的时时更新、准确无误、资源共享。作为提供资料单位，应对定值所需资料的正确性引起足够的重视，这是进行定值计算的基础工作，错误或不准确的资料会直接导致继电保护装置不能正确动作，造成严重后果。复杂的定值计算单位，应针对不同的工程内容、不同的定值计算工作，提供计算所需资料清单列表，以便工程组织单位尽快提供全部资料。2定值计算工作定值计算是决定保护装置正确动作的关键环节。定值计算人员应具备高度的工作责任心，树立全局观念和整体观念。整定计算工作应严格遵守整定计算基本原则：局部服从整体；下级服从上级；局部问题自行消化；尽可能的照顾地区电网和下一级电网的需求；保证重要政治用户供电。满足继电保护和安全自

6、动装置可靠性、选择性、灵敏性、速动性的要求，在不满足时应合理取舍。保护装置为适合现场需要不断更新换代，特别是微机保护装置版本不断升级。整定计算人员不得不花费大量时间和精力，逐字逐句的学习研究新内容，与保护装置厂家技术人员反复沟通，掌握原理和动作逻辑，在采用新的微机保护装置时很容易出错。由于保护装置来自不同的厂家，有时会有同一种保护定义不同、名称各异，容易引起混淆。有些保护厂家说明书写的不够详细，比如缺少逻辑回路图，使整定计算人员很难判断保护是否动作。还有的厂家定值菜单内容过于繁琐，比如设很多控制字和投退压板。二次接线修改的图纸变更工作不及时。整定计算人员对于新装置的内容、含义和二次回路不清楚，

7、没有很好的掌握，以致定值内容出错。保护装置先天不足，比如有些老型号的装置，定值单位步进较大，小数点之后整不出来，影响了定值单的准确性，甚至影响了上下级的配合关系。整定人员没有参加有关继电保护配置、设计审查和设备选型等工作，到了计算定值的时候才发现问题，特别是装置本身存在设计缺陷时很难得到修改，使保护配置先天不足。下级定值没有与上级定值接口，上级改线路定值、下级更换变压器，没有及时通知上下级单位配合，使保护定值失去配合关系。线路切改或更换变压器后没有及时修改系统阻抗，使定值计算出现偏差。定值计算错误举例：例1：某35kV/10kV变电站，变压器后备过流保护1s断开10kV母联断路器，1.5s断开

8、10kV主断路器，计算10kV出线保护定值时，定值计算人员按常规将10kV出线定值整定成速断0.5s，过流1s，造成该10kV出线短路越级断开10kV母联断路器的事故。例2：某变电站变压器接线方式为Yyd11线，由于保护整定人员，没有深入理解某装置变压器接线控制字的意义，错将0002H整成0001H，在35kV线路短路时造成变压器差动保护掉闸。解决措施一般应规范继电保护装置软件版本，规范厂家对同一种保护、同一种功能的压板名称，规范厂家技术说明书及其必要的内容。总之，做好规范化工作对继电保护整定计算和运行维护工作意义重大。整定计算人员应提高业务素质，加强对新装置的学习，积极参与保护装置的配置、选

9、型和改进工作。加强各级各地区整定计算人员之间、与厂家技术人员之间、与现场运行继电保护调试人员的沟通和学习。取长补短，相互把关。新型微机保护装置的动态培训工作成为新装置上马后的重中之重。作为微机保护装置使用单位，整定计算人员最先接触新装置，会出现意想不到的问题。并且在新装置的使用初级阶段，难免会存在一些问题，因此，让定值计算人员和现场调试维护人员，尽快掌握微机保护装置性能，培训工作十分重要。应加大动态培训的力度，尽快提高继电保护人员整体的业务技术水平。3定值单的执行工作一张定值单的产生和执行，要经过组织单位提供资料、确定运行方式、定值计算、定值审核、确定停电时间、保护调试、调度人员核对等诸多环节

10、，其中每一个环节都可能造成定值单在执行中出现问题。凡运行的继电保护必须有正式的定值单为凭证，保护投入前必须由当值调度员与现场人员进行核对，确认无误后，调度部门填写执行日期并盖章，在一周内返还定值计算部门存档。实际遇到的问题中，执行后的定值单不能及时的返还到定值计算部门，使保存的定值单与现场定值出现偏差。定值单在流转执行过程中或执行完毕丢失，使定值单出错。解决措施：应建立继电保护定值单的闭环管理措施，建立定值单执行签转制度。参与定值单执行的各部门人员应严肃定值单执行工作，不能认为定值单的执行和保护仅仅是继电保护人员的责任。4定值的管理工作定值单管理工作应细致认真，管理好定值单、定值底稿、资料方案

11、对继电保护定值计算和运行维护工作十分重要，保存的定值及其资料必须与现场实际相符，才能保证定值计算正确和执行无误。实际遇到的问题，如工作中定值计算底稿和资料没有及时归档，再次计算时资料不全，出现计算错误。每年的定值单现场核对工作流于形式，没有制定具体的管理措施。停运的线路和改路名的线路没有通知整定计算人员。一般采用解决的措施是由保护运行维护单位，建立继电保护装置运行管理库，继电保护及二次设备的建档工作应准确及时。保护装置建档是一项基础工作，每套装置均应建立档案，包括厂家、设备规范、软件版本、运行性能、校验日期、缺陷问题、停运和投运日期、更换日期等，管理库时时更新，资源共享。认真做好每年的定值单核

12、对工作，建立定值单核对、存放管理制度。建立电子版的定值单存放库，定期核对检查。定值单的管理是继电保护专业的基础工作，只有从基础工作抓起，才能使继电保护工作有序进行。继电保护及二次回路中隐形故障的分析摘要：分析了发电厂继电保护及二次回路系统中隐形故障的危害性、成因及预防措施，对促进发电厂的继电保护工作有一定的借鉴作用。继电保护及二次回路隐形故障随着电力系统的不断扩大和发展，大容量、高参数机组在电网中的不断投运，电力系统的稳定和发电设备安全运行对继电保护及自动装置的要求越来越高，它不但要求继电保护装置具有良好的可靠性，同时也要求继电保护装置具有较好的稳定性。然而，继电保护及二次回路系统中存在的隐性

13、故障对电网和电力设备的影响不容忽视；当电网系统或发电设备发生故障时，隐形故障很容易造成系统重大事故或使事故扩大，加剧对设备的损坏和破坏电网系统的稳定运行；而电气设备中隐性故障的存在又是不可避免的。继电保护在发电厂和电力系统中起着十分重要的作用，一些扰动开始时只是一些独立偶然的事件，当继电保护及二次回路中的隐形故障导致保护装置的误动、拒动时，极有可能扩大事故，使系统的稳定遭到严重破坏。电气设备事故的发生一般都要经过一定的发展过程；一些无法预知的事件而使设备处于非正常的运行状态，如电气设备的局部发热、绕组轻微匝间短路等；由于缺乏实时的监控设备或运行人员对系统运行状况估计错误和对运行状态了解不深等原

14、因，当设备某处发生故障或异常时，则有可能引起一系列的连锁反应。从理论上来说，不论是系统发生故障还是局部的电气设备故障，都是由故障设备所在段的继电保护装置（自动装置）或者通过后备保护延时切除故障。由于保护装置及二次回路中存在的隐性故障，在发生故障时保护装置可能出现误跳、拒动、越级跳闸等情况。这样，系统就会更加不稳定，从而进一步削弱电力系统的稳定性与安全性。电网有可能被分割成独立的几个小系统，最终导致电网的崩溃瓦解，造成大面积的停电和设备的损坏。隐形故障是指一种在系统正常运行时对系统没有影响的故障，当系统和设备的某些部分发生变化时，这种故障就会被触发而导致系统大面积故障的发生。隐形故障在设备正常运

15、行时是无法发现的，电力系统和电气设备一旦发生故障，继电保护正确动作切除故障后，系统潮流分配发生改变，在新的运行状态下，有可能会使带有隐形故障的保护装置及二次回路系统发生误动。隐形故障最危险的是它对系统的影响只有在系统处于压力的情况下才暴露出来，如系统或电气设备发生故障和故障后瞬间低电压、过电压、系统振荡及其他相关的异常情况发生后。2隐形故障原因分析继电保护装置及二次回路元件都有可能存在隐形故障。如PT、CT本体、保护出口压板、保护装置插件连接处、二次回路接线各端子、关纤通道等。造成隐形故障的原因有很多，通常有以下几种情况：不正确的整定计算定值、定值的配合不合理。装置的一些隐形故障，如元件老化失

16、效、元件损坏、各插件接触不良等。二次接线错误。二次接线端子松动，接触不良。检修人员、运行人员误碰、误动保护设备。保护装置未严格按校验规程校验。二次回路的寄生回路。保护设备运行环境差，检修、运行人员对设备维护不到位。3隐形故障防范措施通过对上述8种情况的分析，继电保护及二次回路隐形故障是完全可以预防的。宣威公司使用的主保护装置是目前国内比较先进的保护设备，主保护装置具有自诊断功能，对于装置的一些异常情况都能进行在线监测。关键的问题是必须加强设备管理，严格执行规章制度，建立健全设备的基础技术台帐。作到设备维护、检修到位，人员工作到位，将设备的一些细微变化记录在案，对运行设备的变化情况进行对比分析，找出存在的问题，有针对性的进行处理。尽量降低设备隐形故障的危害，使系统和电气设备避免大规模的事故。2004年美国、澳大利亚等国家发生的大面积停电事故和2005年俄罗斯发生的停电事故，从资料分析，都是电网系统局部发生故障时，由于继电保护和自动装置误动、拒