供电系统微机继电保护事故分析的基本思路

1 微机保护事故原因分析

1.1 定值问题

1.1.1 整个计算误差

由于人们还没有完全掌握设备的特点，许多数据依赖于经验值和估计值，继电器保护值不容易确定，由于电力系统参数或部件参数和实际值，在差异较大的情况下，标准值不准确，使设定值在某些特定故障情况下失去灵敏度和可靠性。

设计、基础设施、技术改革主管部门应及时、准确地向保护计算人员提供相关计算参数（部分参数，如线路参数）和图纸，施工部门也应在保护设备调试后及时将相关保护数据移交运行部门。

1.1.2 人为纠正错误

人为整定错误的情况主要包括看错值；CT、PT变比计算错误；在微机保护菜单中找错位置，定值区使用错误；操作人员投错压板(连接件)等。，都造成了事故。上述情况的主要原因是：工作不仔细，检查手段落后；部分微机保护装置菜单设计不合理，过于繁琐，人性化概念差，容易造成现场操作人员的视觉错误。从现场运行的角度来看，避免上述情况的主要措施是在设备供电前至少两人再次检查设备的定值。

1.1.3 装置定值漂移

(1) 部件老化损坏

元器件的老化必然会导致元器件特性的变化和损坏，不可逆转地影响微机保护的固定值。A/D严重降低转换精度导致事故。

(2) 温湿度的影响

在某些情况下，电子元件在不同的温度和湿度下具有不同的特性，导致固定值漂移。因此，微机保护的现场操作规程规定了环境温度和湿度的范围。

(3) 定值漂移问题

现场运行经验表明：如果定值的漂移不严重，一般不影响保护的特性；如果定值的偏差≤5%可以忽略其影响；当定值偏差时≥5%时，投入运行前应查明原因。变电站应加强定值检查，并选择运行条件足够好的装置。

1.2 电源问题

1.2.1 逆变稳压电源问题

微机保护逆变电源的工作原理是输入220 V或110 V直流电源通过开关电路进入方波交流，然后通过逆变器进入所需 5 V、±12 V、 24 V等电压。现场容易发生的故障有以下情况。

(1) 纹波系数过高

变电站的直流供电系统大多在浮动充电模式下运行。纹波系数是输出中交流电压与直流电压的比值。由于交流组件属于高频范畴，高频振幅过高会影响设备的使用寿命，甚至造成逻辑错误或保护拒绝，因此直流设备精度较高。

(2) 输出功率不足或稳定性差

输出功率不足会导致输出电压下降。如果电压下降过大，会导致比较电路基准值变化、充电电路时间短等一系列问题，影响微机保护的逻辑协调，甚至导致逻辑功能判断错误。特别是事故发生时，有出口继电器、信号继电器、重动继电器等相继动作，这就要求电源输出有足够的容量。如果现场发生事故，微机保护无法给出背景信号或重合闸，应考虑电源的输出功率是否因元件老化而降低。

应加强逆变电源的现场管理，并按规定定期检查逆变电源。长期实践表明，逆变电源的运行寿命一般为4~6年，应及时更换。

1.2.2 直流熔丝的配置

现场熔丝的配置原则是，根据从负荷到电源，一级熔丝的电流大于一级熔丝，以保证直流电路短路或过载时熔丝的选择性。但不同熔丝的底座没有区别，型号混乱，操作人员难以掌握，导致熔丝在电路过流时越级熔丝。

建议设计师选择不同容量的熔丝，以便区分熔丝。同时，现有微机保护中使用的直流熔丝和小型空气断路器的特性也值得研究。

1.2.3 带直流电源操作插件

微机保护的集成度很高。一套装置由几个插件组成。如果在不断直流电源的情况下拔出各种插件，可能会对设备造成损坏或事故。因此，现场应加强监督，一人操作一人监督，严禁带电插件。

1.3 电流互感器饱和

作为继电保护的测量装置，CT对二次系统的运行起着关键作用。在中低压系统中，随着系统短路电流的急剧增加CT饱和问题日益突出，已影响到继电保护装置动作的正确性。现场因CT饱和导致馈线保护拒绝，主变后备保护跳跃主变三侧开关事故时有发生。由于数字继电器采用微型计算机实现，其主要工作电源仅为5 V左右，数据采集部分的有效电平范围也仅有10 V因此，有效处理的信号范围较小，CT饱和对数字继电器的影响将更大。

1.3.1 对辅助判据的影响

在一些微机保护中使用IA IB IC=3I0(自产零序电流等于外部零序电流)CT电路断线和数据采集电路故障的辅助判断作为正常运行时的锁定措施非常有效，但在故障和CT饱和时，保护误锁，导致拒绝。

1.3.2 基于工频分量算法的影响

在CT工频分量与饱和角有关，因此数字继电器的动作会受到影响。

1.3.3 对不同数据采集方法的影响

数据采集有两种典型的方法：VFC法和A/D法。由于VFC如果输入信号大于2个读数间隔中信号的平均值，则该方法收集的数据是信号的平均值VFC最高转换电平产生截顶饱和。若保护算法中需要连续5次的故障电流数据，且饱和角为60。，采样频率必须高达1 800 Hz，也就是说，每点采样，尤其是中压电力系统的微机保护装置，是不经济的。

1.3.4 防止CT饱和的方法和对策

对CT饱和问题，从故障分析和运行设计的经验来看，主要采用分列运行或串联电抗器来限制短路电流；增加保护水平CT确定保护安装处可能出现的最大短路电流和互感器的负载能力和饱和倍数CT变比；缩短CT防止二次电缆长度和二次电缆截面增加CT饱和。

1.4 抗干扰问题

操作经验表明，微机保护的抗干扰性能较差，对讲机和其他无线通信设备在保护屏幕附近的使用会导致一些逻辑元件的误操作。氩弧焊接过程中，焊机的高频信号感应到保护电缆，使微机保护误跳闸。因此，应严格执行相关的反事故技术措施，尽量避免操作干扰、冲击负荷干扰、直流电路接地干扰等问题。

1.5 性能保护问题

保护性能问题主要包括两个方面，即设备的功能和特性缺陷。一些保护装置在投入直流电源时误动；高频锁保护误动；一些微机保护的动态特性远离静态特性，也会导致动作结果错误。在事故分析中，应充分考虑上述两种性能之间的偏差。

1.6 插件绝缘问题

微机保护装置集成度高，布线密度高。在长期运行过程中，由于静电作用，大量静电灰尘聚集在插件的接线焊点周围。当外部条件允许时，两个焊点之间会形成导电通道，导致设备故障或事故。

1.7 软件版问题

由于设备本身的质量或程序漏洞只能在现场运行相当长时间后发现，继电保护人员应及时将保护调试、检查和故障分析中发现的异常或不可靠现象反馈给上级或制造商。

1.8 高频收发信机问题

在220 kV在线路保护运行中，收发信机存在的问题仍然是导致纵联保护不正确运行的主要因素