任江波，齊少娟，蕭 彥

(河北電力調(diào)度通信中心，石家莊 050021)

1 繼電保護(hù)設(shè)備狀況

1.1 保護(hù)設(shè)備微機(jī)化率

截至2009年底，河北省南部電網(wǎng)(簡稱“河北南網(wǎng)”)220 kV及以上系統(tǒng)共有繼電保護(hù)設(shè)備2 810臺(tái)，微機(jī)化率為99.3%，其中線路保護(hù)微機(jī)化率達(dá)到100%。

500 kV系統(tǒng)中，線路保護(hù)、主變壓器保護(hù)微機(jī)化率為100%；44套500 kV母線保護(hù)中有14套中阻抗型母線保護(hù)，微機(jī)化率僅為68.2%。

220 kV系統(tǒng)中，線路保護(hù)和主變壓器保護(hù)微機(jī)化率均為100%。220 kV變電站中的295套母線保護(hù)中有4套中阻抗母差，微機(jī)化率為98.6%。

國家電網(wǎng)公司關(guān)于保護(hù)設(shè)備微機(jī)化率目標(biāo)[1]為：“十一五”末220 kV及以上系統(tǒng)保護(hù)微機(jī)化率達(dá)到98%，220 kV及以上線路保護(hù)微機(jī)化率達(dá)到100%。河北南網(wǎng)已經(jīng)提前實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

1.2 保護(hù)設(shè)備雙重化率

500 kV系統(tǒng)中，線路保護(hù)、主變壓器保護(hù)、母線保護(hù)均為雙重化配置。

220 kV系統(tǒng)中，線路保護(hù)和主變壓器保護(hù)雙重化率、微機(jī)化率均為100%；11座500 kV變電站和120座220 kV變電站中，共有128座變電站的220 kV母線保護(hù)實(shí)現(xiàn)了雙重化配置，雙重化率97.7%。(上述數(shù)據(jù)不包括電廠及用戶站)。

220 kV變電站中，仍有3個(gè)變電站未實(shí)現(xiàn)母線保護(hù)雙重化，建議相關(guān)單位能夠進(jìn)行改造，以維護(hù)設(shè)備安全及電網(wǎng)安全。

1.3 線路縱聯(lián)保護(hù)及通道類型

截至2009年底，在河北南網(wǎng)220 kV及以上的全部347條線路中，采用載波通道的縱聯(lián)保護(hù)設(shè)備338臺(tái)，其余采用光纖通道的縱聯(lián)保護(hù)設(shè)備978臺(tái)(其中包括950臺(tái)差動(dòng)保護(hù)和28臺(tái)允許式保護(hù))，所占比例如圖1所示。

圖1 2009年河北南網(wǎng)220 kV及以上線路縱聯(lián)保護(hù)通道統(tǒng)計(jì)

按照線路分類統(tǒng)計(jì)，共有213條線路配置雙套光纖差動(dòng)保護(hù)；63條線路配置一套光纖差動(dòng)保護(hù)和一套高頻載波保護(hù)；49條線路配置雙套高頻載波保護(hù)；7條線路配置一套高頻載波保護(hù)和一套光纖允許式保護(hù)；6條線路配置一套光纖差動(dòng)保護(hù)和一套光纖允許式保護(hù)；1條線路配置雙套光纖允許式保護(hù)。幾種不同配置所占比例如圖2所示。

圖2 2009年河北南網(wǎng)220 kV及以上線路保護(hù)配置情況統(tǒng)計(jì)

目前，河北南網(wǎng)正在積極推進(jìn)線路保護(hù)光纖化改造工作，光纖化率正在不斷提高。

原理先進(jìn)的光纖電流差動(dòng)保護(hù)，在河北南網(wǎng)220 kV及以上線路保護(hù)中所占比例不斷提高，但是使用載波通道的高頻保護(hù)的比例仍然比較高，可靠性差，不利于電網(wǎng)安全。條件具備時(shí)，應(yīng)盡可能將其更換為光纖電流差動(dòng)保護(hù)。

2 繼電保護(hù)設(shè)備動(dòng)作統(tǒng)計(jì)分析

2.1 故障類型和設(shè)備故障率

截至2009年底，河北南網(wǎng)共有220 kV線路298條，總長度7 920 km，2009年發(fā)生故障50次，故障率為0.63 次/(100 km·a)，較2008年降低0.07 次/(100 km·a)。其中，單相接地故障45次，相間短路或相間短路接地故障5次。

500 kV線路29條(不含網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)線)，全長2 393 km，2009年發(fā)生單相接地故障7次，故障率為0.29 次/(100 km·a)，與2008年相比增加0.19 次/(100 km·a)。

河北南網(wǎng)220 kV及以上線路總長度10 313 km，2009年共發(fā)生故障57次，故障率為0.53次/(100 km·a)，較2008年降低0.04 次/(100 km·a)。圖3為2009年線路按月統(tǒng)計(jì)的故障次數(shù)。

圖3 2009年河北南網(wǎng)220 kV及以上線路故障按月統(tǒng)計(jì)情況

2009年220 kV及以上線路單相接地故障在線路保護(hù)動(dòng)作后(相間短路或相間短路接地故障不重合，短引線等保護(hù)動(dòng)作后不重合)，27次重合成功，22次重合不成功，重合成功率為55.1%，較2008年降低14.9%。

220 kV母線300條(不含旁路母線)，全年發(fā)生故障1次，故障率為0.33 次/(100 條·年)，較2008年降低0.05 次/(100 條·年)；500 kV母線32條，全年未發(fā)生故障(2008年未發(fā)生此類故障)。

220 kV降壓變壓器共261臺(tái)，全年發(fā)生差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)故障5次，故障率為1.92 次/(100 臺(tái)·年)，較2008年降低0.13 次/(100 臺(tái)·年)；500 kV降壓變壓器23臺(tái)，全年未發(fā)生故障(2008年未發(fā)生此類故障)。

100 MW及以上發(fā)電機(jī)組56臺(tái)，全年發(fā)生故障2次，故障率為3.57 次/(100 臺(tái)·年)(2008年未發(fā)生此類故障)。

2.2 繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置動(dòng)作統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

2009年，河北南網(wǎng)全部繼電保護(hù)裝置共動(dòng)作10 139次，正確動(dòng)作率為100%；220 kV及以上系統(tǒng)保護(hù)共動(dòng)作1 212次，正確動(dòng)作率為100%，500 kV系統(tǒng)不含網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)線)保護(hù)共動(dòng)作251次，正確動(dòng)作率為100%，500 kV網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)線保護(hù)共動(dòng)作110次，正確動(dòng)作率為100%。故障錄波應(yīng)評價(jià)375次，完好372次，完好率為99.20%。

2009年，220 kV及以上一次設(shè)備故障率整體上較2008年有所降低。由于線路故障與天氣具有明顯的相關(guān)性，而2009年由惡劣天氣造成的永久性線路故障所占比例較大，因此2009年線路故障后重合成功率較2008年明顯降低。

2009年，河北南網(wǎng)繼電保護(hù)正確動(dòng)作率達(dá)到100%，實(shí)現(xiàn)了繼電保護(hù)作業(yè)“零失誤”。

3 繼電保護(hù)設(shè)備缺陷統(tǒng)計(jì)分析

2009年河北南網(wǎng)220 kV及以上系統(tǒng)保護(hù)設(shè)備共發(fā)生缺陷175起，具體為：“保護(hù)裝置本體缺陷”87起，“故障錄波器及故障信息子站缺陷”27起，“二次回路缺陷”25起，“高頻通道缺陷”8起，“光纖通道缺陷”28起，分類統(tǒng)計(jì)見表2。

從表2可見，2009年河北南網(wǎng)繼電保護(hù)缺陷呈現(xiàn)出以下幾個(gè)特點(diǎn)。

a. 裝置本體缺陷所占比例依然是最高的，次數(shù)(87次)占缺陷總次數(shù)的49.7%。

表2 2009年河北南網(wǎng)220 kV及以上保護(hù)設(shè)備缺陷類型統(tǒng)計(jì)

缺陷部位缺陷原因發(fā)生缺陷次數(shù)占該類缺陷比例保護(hù)裝置本體(含收發(fā)信機(jī))元器件損壞5462.1%電源損壞1618.4%接觸不良11.1%其他1618.4%合計(jì)87100%錄波器及子站元器件故障、死機(jī)等27-二次回路接觸不良、斷線、接線錯(cuò)誤、絕緣損壞25-高頻通道高頻通道衰耗變化675%接觸不良00%高頻電纜缺陷225%其他缺陷00%合計(jì)8100%光纖通道光設(shè)備故障00%光電接口缺陷1035.7%接觸不良621.4%光纖通道斷828.6%其他缺陷414.3%合計(jì)28100%

b. 故障錄波器及故障信息子站的缺陷(27次)較2008年(18次)有明顯增加。

c. 二次回路缺陷(25次)較2008年(16次)也有明顯增加。

d. 高頻通道缺陷依然維持在發(fā)生次數(shù)較少的水平，全年發(fā)生8次。

e. 光纖通道缺陷依然高發(fā)，共發(fā)生28次，但與前3年(40次左右)相比有顯著下降。

4 結(jié)束語

近幾年，隨著基建和技術(shù)改造工程的不斷推進(jìn)，河北南網(wǎng)220 kV及以上系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備的微機(jī)化率、雙重化率都達(dá)到了一個(gè)很高的水平，線路保護(hù)光纖化率也在穩(wěn)步提高。2009年，在惡劣天氣頻發(fā)的情況下，河北南網(wǎng)繼電保護(hù)專業(yè)經(jīng)受住了考驗(yàn)，保護(hù)正確動(dòng)作率達(dá)到了100%。

參考文獻(xiàn):

[1] 國家電網(wǎng)公司.國家電網(wǎng)公司調(diào)度系統(tǒng)“十一五”規(guī)劃[Z].2005.