电网继电保护异常应急管理论文

1应急管理工作流程

在电网正常运行过程中，发现继电保护设备异常的途径主要有以下三个方面:通过日常监盘发现，通过运行巡视、巡检发现，通过专业巡检发现。在发现异常后，调度部门、运行部门、检修部门及专业管理部门之间如何协作、各司其职，并能高效、有效地实现对异常现象的快速响应和处理，是应急管理工作的重点。继电保护应急管理工作流程图如图1所示。

2应急处理和缺陷处理原则

应急处理和缺陷处理是继电保护异常应急管理的核心，因而制定应急处理和缺陷处理原则是本次研究的关键。应急处理原则主要依据网省及地区运行规程和整定方案、相关应急管理规定，以及各生产厂家软硬件设计原理制定。缺陷处理原则主要依据《继电保护及电网安全自动装置检验规程》等管理规定和专业管理规范制定。以下详细论述各类型异常应急处理和缺陷处理原则。

2．1涉及装置本体且与外电路无关的异常

此类异常信息出现后，装置程序处理原则是闭锁保护，可能为装置程序运行出错或装置硬件故障导致，因而优先采取重启装置的办法进行处理。因设备处于异常状态，为防止异常状态下重启造成继电保护装置程序运行出错或无法有效闭锁误动作，故重启前采取短时退出保护出口压板的措施。若重启装置后仍然无效，则退出整套保护装置，等待检修人员处理。对于仅配置单套保护装置的设备，如线路、电容器、接地变等，考虑到此时设备运行可能处于无保护状态，为防止设备或线路故障扩大，应考虑采取旁代间隔或停役间隔的处理办法。对于安全自动装置和母差保护，则采取退出整套保护的措施。对于110kV及以下主变，保护采用主后分箱式配置，某一套保护异常闭锁后，在条件允许的情况下，应转移负荷后停役主变，进行保护异常处理。若因重载等原因一次设备无法停役时，应退出单套保护并进行带电处理。此时，电网保护整定配合可能存在失配，需要调度部门做好相关应急处理预案。涉及装置本体且与外电路无关的异常主要有:运行中，装置DSP模块出现软硬件故障，如“DSP出错”“DSP采样异常”“装置内部通信出错”等;数据存储器、程序及定值等芯片出错;定值及软压板出错;装置自检出口异常;双CPU采样的开关量信息不对应;看门狗出错导致CPU复位，如“保护初始化”“装置通电”等［1］。对于本体插件故障，在更换相应插件后应做相关检测。若对带电设备进行通流、加压检测，则必须严格执行二次作业安全措施票。下文介绍内容涉及带电试验检测的，要求相同。

2．2涉及装置本体且与外电路有关的异常

此类异常信息出现后，装置程序处理原则是不闭锁整套保护，仅闭锁保护装置部分相关逻辑功能，或仅发出报警。因此，在这种异常情况下，应优先检查外电路是否异常。为防止异常扩大造成保护误动或拒动，一般采取以下处理方法。2．2．1电流互感器TA断线或异常当运行中出现多套保护或测控装置发出“TA断线、异常及差电流异常、TA不平衡”报警或采样信号异常时，一般怀疑是TA本体故障、一次系统出现断线或TA接线盒至端子箱、汇控箱的二次电缆故障。若现场确认多套设备均采样异常，则应采取停役一次设备进行检查处理的措施。当运行中出现单套保护设备采样信号异常时，故障点大多在二次回路、TA本体二次绕组或装置本体上。对于双重化配置的设备，应退出采样信号异常的整套保护。对于单套配置的设备，除安全自动装置和母差保护整套退出处理外，线路应考虑旁代或转电停役处理，电容器、接地变停役处理。110kV及以下主变保护采用主后分箱式配置，无法转电停役处理，则应退出采样信号异常的整套保护进行处理。在运行中出现TA异常等信号，不论信号是否自动复归，均应安排人员到现场检查、确认。运行人员在获得TA异常信息后，在检修人员未到达之前，应先携带测温仪进站检查确认。检查内容包括:TA一次设备是否断芯，是否有异常响声;端子箱或汇控箱、保护屏内电流接线是否有明显放电、烧灼现象。若无上述异常，则借助测温仪对端子箱或汇控箱、保护屏内端子排(包括装置背板)所有电流端子进行红外成像检测，检查是否有异常发热点。现场带电检查处理时，必须保证人身安全，如带绝缘手套或站在绝缘垫上，使用的工器具必须经绝缘处理等。2．2．2电压互感器TV断线或异常当多个间隔出现TV断线信号时，一般怀疑是TV本体故障、一次系统故障或公用切换并列装置及其相关二次回路故障(包括屏顶小母线绝缘下降、TV二次保护测量电压总空气断路器损坏等)。此时，不退保护相应功能压板，现场检查确认后再采取进一步措施，如倒母线或二次并列等。若为空气断路器脱扣跳闸，在确认现场设备无烧焦异味后，可先试送一次空气断路器。当某一间隔出现多套保护或测控TV异常时，一般怀疑为该间隔切换装置或二次回路发生故障，可不退出相关保护，但如果220kV线路两套主保护均受TV断线影响而被闭锁，就应考虑将该线路停电处理，防止整定恶化造成失配。若仅单套保护异常，对双重化配置的保护采取退出异常保护的处理措施;对单套配置的保护则不退相关保护，保留运行，但如果是220kV旁路线路保护异常，可能会令线路失去主保护，此时应考虑停役;另外，若是备投装置异常，可能会引起误动作，应退出处理。对于TV回路异常的保护装置处理方法如下:①在测得进保护装置电压正常的情况下，应怀疑装置本体发生故障，单套保护的设备采取整套退出、旁代或转电停役间隔的措施进行检查处理，防止故障扩大，进而引起保护误动作;②出现TV断线信号后，在断开保护装置电源前，应退出所有保护出口压板，防止断电重启过程中造成带偏移特性阻抗继电器误动作;③一般采取分段检查的方法来确定故障点。2．2．3开入异常当出现开入异常(包括光耦失电、位置报警、开入电源异常等)信号时，对双重化配置的保护采取退单套保护的处理措施;对单套配置的保护，由于开入功能无效，可能造成无保护运行或外部闭锁开入失效，所以建议采取旁代或转电停役间隔的处理措施，备投等安全自动装置则采取退出整套保护的处理措施。母差保护发出“开入异常”或其他如“刀闸切换电源异常”“TWJ(跳闸位置继电器)异常”“刀闸位置报警”等信号时，采取不退保护的处理措施，待现场检修人员做进一步检查。若判断为装置本体故障，停役间隔进行处理。若状态检修巡检或监盘过程中发现母线保护测量三相电压偏移或中性点直接接地系统零序电压3U0分量大于1V，应通知检修人员到现场检查处理，防止TV二次回路两点接地造成纵联方向保护拒(误)动。2．2．4通道异常出现该异常信号后，应立即退出两侧主保护或差动压板。若涉及保护装置插件更换或更改定值，则需要退出整套保护装置;涉及接口装置、收发信机或光电转换装置插件更换，则需退主保护。缺陷检查时，采取分段测量收、发功率，并用逐段自环的方法确认故障位置。2．2．5装置直流电源消失装置直流电源消失主要表现为液晶显示屏黑屏，运行灯或电源指示灯熄灭等。对于双重化配置的保护，采取退单套保护的处理措施。对于单套配置的保护，可安排运行人员现场检查保护设备是否有烧焦等异常情况。若只是保护屏直流空气断路器脱扣跳闸，而装置无异常，可先试送一次。试送不成功或有其他异常情况，应对母差保护和备投等安全自动装置采取退出整套保护的处理措施，对分箱式配置的主变保护建议短时退出整套故障保护，调度部门应做好相应事故预案。2．2．6控制电路断线对于双组跳闸配置的断路器，当单组出现控制电路断线时，断路器仍可继续运行。若为第一组控制电源断电，则会影响断路器的合闸功能。此时，可投入保护闭锁重合闸压板或将重合闸停用，故障时保护直接跳三相断路器，避免由保护动作跳单相断路器，再由非全相保护动作跳三相断路器。对于单组跳闸配置的断路器，在排除非二次回路松动或电源空气断路器脱扣导致的控制电路断线后，为了避免设备或线路故障造成断路器越级跳闸，应考虑对该设备进行隔离(如断开上一级电源)。更换操作箱插件或更换断路器机构分合闸线圈后，应做相关检测。更换电缆后，应进行分合试验，分相断路器应逐相确认。更换防跳功能的板件或继电器，还应进行参数及功能测试。2．2．7直流电源失地出现直流电源失地时，应立即通知检修人员到现场进行处理。同时，运行人员在现场应结合天气、站内人员操作(检修)等情况，以及绝缘监测装置报警、选线等综合信息进行初步判断，排除装置误报的可能性，并对绝缘监测装置选出的接地支路优先进行试拉。若未报出具体接地支路，则应测量是否为交流窜入直流，并隔离检修设备和试拉部分非重要负荷。在处理过程中，应防止造成另一点接地。若绝缘监测装置无法正确选线，可借助接地查找仪等设备进行查找定位。在无其他有效措施的情况下，可采取分段拉路的方法查找故障点。2．2．8线路保护重合闸无法充电对于双重化配置的保护，若仅一套保护出现该异常，解除该套保护即可，防止单相瞬时性接地故障时异常保护直接跳三相断路器，造成线路非计划停运。单套配置的保护出现该异常，应立即通知检修人员处理。2．2．9备自投无法充电出现该异常时，应立即解除整套装置，并通知检修人员检查处理，重点检查开入位置状态是否与实际相符，是不是有异常外部闭锁备自投开入。2．2．10指示状态与实际不符正常运行时，保护装置面板、操作箱或切换装置指示灯与实际状态不一致，但保护装置液晶面板、监控系统无异常信息。若该状态指示灯与外电路有关，应优先检查相关二次回路或辅助接点;若该状态指示灯与外电路无关，则检查指示灯是否损坏。2．2．11保护“通信中断”保护测控一体化装置出现通信中断信号会影响运行人员对设备的监盘和监测，运行人员必须立即通知检修人员到现场检查处理。当站内多间隔保护都出现通信中断时，运行人员可在检修人员指导下先进行交换机、管理机等设备的重启。现场应重点检查装置通信地址、规约配置是否正确，通信线是否接触良好，管理机是否故障等。

3系统开发及应用

3．1系统框架

应急管理系统软件构架前台采用了Delphi和J2EE多层框架平台，采用Oracle9i数据库，Weblogic8．1作为中间层服务器，采用EJB作为持久层的基础开发框架，UI(用户界面)采用了EXT2为基础框架。应急管理系统软件构架各层关系如图2所示。

3．2系统模块及功能实现

3．2．1应急处理库模块根据保护及二次回路(通用)的监控系统光字牌和报文动作信息、装置液晶面板显示自检信息、装置面板指示灯信息组成的异常信息库，分析故障原因及对保护设备运行的影响，并提出相应的应急处理策略。3．2．2缺陷处理库模块根据异常信息，制定缺陷判别定位流程，分析可能的故障点，并关联到相应故障装置插件;预判查找过程中可能出现的危险点并制定相应的预控措施及合理的现场检查步骤;列出异常消除后需要进行的检测项目及相应试验仪器;关联典型案例供维修人员参考。3．2．3应急处理综合策略模块根据异常信息，检索相应专家诊断简要、应急处理和缺陷处理策略、关联的备品备件信息及综合策略等。3．2．4备品备件管理模块实现备品备件出入库流程化管理、插件通用性管理，以及插件重要等级和数量的预警等。3．2．5缺陷统计分析管理模块自动生成月度、季度及年度统计分析报表，装置同型号、同批次无故障率信息，对疑似家族性缺陷进行统计、分析及跟踪。3．3应用情况应急管理系统投入实际应用后，系统运行稳定，大大加快了运行、检修人员日常缺陷处理速度。根据掌握的现场异常信息直接在系统上检索应急处理综合策略，能够快速掌握应急处理策略，获取可能故障点、备品备件信息，以及专业值班网、制造厂家技术服务相关联系方式等信息。同时，还可借助该系统开展日常检修、运行人员的继电保护技术技能培训，促进人员业务水平的提高。

4结语

继电保护异常应急管理系统集成应急处理库、典型缺陷处理库，并关联备品备件等一体化信息，实现继电保护异常后快速响应和处理，提高了紧急缺陷应急处理速度。该系统对“运维一体化”“调控一体化”业务整合提供技术支撑，并可提升检修、运行人员的专业水平，具有良好推广应用前景。

作者：陈雅云 庄小河 张国华 单位：国网泉州供电公司