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1、220kV及以上繼電保護裝置總體情況

1.1保護裝置規模

截至2013年底，國網冀北公司220kV及以上繼電保護裝置共有4809臺，同比2012年(4589臺)增加220臺，增幅為4.794%。繼電保護裝置按其功能劃分為線路保護、變壓器保護、母線保護、電容器保護、電抗器保護、過電壓及遠方跳閘保護、短引線保護以及斷路器保護等。其中，500kV線路保護與斷路器保護分別占500kV保護總量的26.79%與24.52%，位居前列;220kV線路保護與變壓器保護分別占220kV保護總量的44.46%與20.39%。

1.2保護裝置國產化率及微機化率

220kV及以上繼電保護裝置國產化率95.238%，而進口設備主要為線路保護、母線保護及電容器保護等:母線保護國產化率88.19%，進口設備為ABB廠家PMH150(RADSS/S)型號;線路保護國產化率92.941%，進口設備為500kV線路采用L90及P546等;電容器保護國產化率最低，僅達到50.000%，進口設備為諾基亞VME。另外，220kV及以上繼電保護裝置微機化率99.399%。非微機型保護均為母線保護:母線保護微機化率94.186%，非微機型保護集中為上面提及ABB廠家PMH150(RADSS/S)型號;除母線保護外，其他保護類型微機化率均為100.000%。

1.3保護裝置運行年限

220kV及以上保護裝置中各運行年限的裝置數量情況如下:運行1年以內的保護裝置占總量的4.575%;運行2～5年的保護裝置占總量的42.379%;運行6～10年的保護裝置占總量的45.207%;運行11～15年的保護裝置占總量的7.777%;運行16～20年的保護裝置占總量的0.062%。投運5年內的保護裝置占全部保護裝置的46.954%，應密切觀察運行狀態并重點做好檢驗工作，以確保設備正常發揮作用;運行6～10年的保護裝置占全部保護裝置的45.207%，這部分設備已經運行一段時間且較為穩定，應著重關注易經常出現問題的設備;運行11～15年以及16～20年的保護裝置占全部保護裝置的8.770%，這些保護裝置運行時間已較長，應密切監視其運行狀態，以避免由于個別設備的故障對系統的安全運行造成威脅。

2、繼電保護保護裝置缺陷分析

2.1保護裝置缺陷分布及原因

保護缺陷按缺陷嚴重程度可分為危急缺陷、嚴重缺陷以及一般缺陷。其中，危急缺陷指保護設備發生了直接威脅設備安全運行并需立即處理的缺陷;嚴重缺陷指對保護設備有嚴重威脅，暫時尚能堅持運行但需盡快處理的缺陷;一般缺陷指除上述危急、嚴重缺陷以外的設備缺陷，屬于性質一般，情況較輕，對安全運行影響不大的缺陷。2013年冀北電網220kV及以上保護設備發生的118次缺陷中，危急缺陷占總缺陷次數的15.254%;而嚴重缺陷占總缺陷次數的61.017%。保護裝置發生缺陷的原因主要包括:制造質量不良、設備老化及其他。因制造質量不良導致的缺陷占全部缺陷的48.305%，因設備老化導致的缺陷占全部缺陷的21.186%。制造質量不良是導致危急缺陷、嚴重缺陷的主要原因。其中因插件損壞導致的危急缺陷占危急缺陷總次數的66.667%;因插件損壞導致的嚴重缺陷占嚴重缺陷總次數的36.111%。2013年在220kV及以上系統發生的危急缺陷中，保護裝置本體占72.223%，其中CPU插件部位發生缺陷最多;發生的嚴重缺陷中，保護裝置本體占65.278%，其中電源插件部位發生缺陷最多;發生的一般缺陷中，故障錄波器占42.856%。

2.2保護設備平均消缺時間

2013年保護設備共發生缺陷118次，累計缺陷持續時間為1609.533h，平均消缺時間為13.640h/次。其中，消缺時間小于12h99次，在12至24h10次，在24至48h3次，大于48h6次。其中，保護裝置本體共發生缺陷66次，累計缺陷持續時間為722.800h，平均消缺時間為10.952h/次。其中，消缺時間小于12h56次，占缺陷總次數的83.898%;在12至24h5次，在24至48h2次，大于48h3次。加強保護設備缺陷管理，提高保護設備消缺率和消缺質量，降低平均消缺時間，進而提高設備的可用率和健康水平，確保保護設備安全可靠運行。

3、繼電保護裝置運行評價

3.1一次故障分析

2013年度各電壓等級系統一次設備故障情況分別為:500kV系統共發生故障46次，220kV系統共發生故障74次。線路總故障次數117次，同比2012年減少7次，降幅為5.65%。其中，線路兩相短路故障有大幅度減少，由2012年44次減至2013年3次。母線總故障次數3次，同比2012年增加1次，增幅為50.00%。其中，母線單相短路故障有大幅度增加，由2012年0次增至2013年2次。2013年共發生一次設備故障120次，其中，9月發生的一次設備故障次數(36次)最高，占全年總故障次數的30.00%;6月發生的一次設備故障次數(25次)次之，占全年總故障次數的20.83%;12月發生的一次設備故障次數(0次)最低，占全年總故障次數的0.00%。

3.2保護裝置動作評價

2013年，220kV及以上系統繼電保護裝置正確動作率為100.00%;公司系統220kV及以上電壓等級共發生事件120次，主保護快速切除故障120次，故障快速切除率為100%;220kV及以上電壓等級線路應重合103次，重合成功78次，重合不成功25次，線路重合成功率為75.728%;2013年故障錄波198次，錄波完好198次，故障錄波完好率為100.00%。500kV系統線路應重合39次，重合成功27次，重合不成功12次，線路重合成功率為69.231%，同比2012年(68.571%)提高0.66個百分點;220kV系統線路應重合64次，重合成功51次，重合不成功13次，線路重合成功率為79.688%，同比2012年(76.190%)降低3.50個百分點。

3.3典型故障分析

(一)故障情況簡述

2013年04月17日04時56分32秒，500kV沽太二線跳閘，選AB相，重合閘未動作。故錄測距:太平站245.383km，沽源站29.630km。行波測距:太平站240.900km，沽源站31.600km。

(二)保護動作情況

(1)沽源側保護動作情況2013年04月17日04時56分32秒，沽太二線發生AB相相間故障，32.8ms線路保護P546差動動作，30.2ms線路保護RCS-931AM差動動作，5062、5063斷路器三相跳閘。故障時二次最大故障電流4.611A(一次值為11.527kA)，故障持續時間56.6ms。

(2)太平側保護動作情況2013年04月17日04時56分32秒，沽太二線發生AB相相間故障，33.8線路保護P546差動動作，31.2ms線路保護RCS－931AM差動動作，5032、5033斷路器三相跳閘。故障時二次最大故障電流2.033A(一次值為5.082kA)，故障持續時間47.2ms。

4、結論

在本次設備評估過程中，發現繼電保護運行存在著部分問題，下一步可結合重點工作安排，開展相關運行維護等管理工作，確保電網安全穩定運行。

(1)一次設備總體故障次數同比2012年有所下降2013年度220kV及以上電壓等級系統共發生故障次數120次，較2012年126次下降6次。其中，單相接地(含高阻接地)故障次數較2012年增加26次，增幅為34.21%;兩相短路故障次數較2012年減少41次，降幅為93.18%。一次設備故障次數按季節性分布明顯，兩個峰值出現在6月、8月，并且6～9月一直處于高位，夏季的雷雨、臺風等惡劣氣象條件是造成故障高發的主要原因，各單位應重視一次設備故障高發時段，加強設備巡檢。

(2)繼電保護裝置規模不斷擴大，非微機型裝置改造逐步實施國網冀北公司220kV及以上繼電保護裝置共有4809臺，同比2012年(4589臺)增加220臺，增幅為4.794%。其中僅有27臺非微機型保護，集中為ABB廠家母線保護PMH150(RADSS/S)型號。上述非微機型保護應結合退役時間逐步實施改造。

(3)加強投運年限較長保護裝置巡視與運維管理根據統計數據，在運行2～5年、6～10年兩個階段缺陷率基本穩定且相對較低，分別為1.072次/百臺•年、1.008次/百臺•年，在運行10年后嚴重缺陷率逐步上升，運行11年～15年的保護裝置缺陷率為2.299次/百臺•年;運行16年～21年的保護裝置缺陷率陡增為33.333次/百臺•年。因而應加強對10年以上設備的的巡視、運行維護管理，對于確實不適合繼續運行且頻發缺陷，應予以更換。

(4)系統基礎數據管理與監督要繼續加強作為大運行體系下繼電保護專業管理重要的基礎平臺，下階段仍應強化統計分析系統基礎數據管理與監督，從源頭抓起，落實管理責任，實現基礎數據、動作事件、缺陷記錄等閉環控制，從而進一步提升繼電保護專業管理水平。（本文來自于《華北電力技術》雜志。《華北電力技術》雜志簡介詳見.）

作者：王晶晶臧景茹單位：冀北電力有限公司電力科學研究院