前言
第1章 繼電保護的故障處理1
第 1 節 繼電保護的故障處理綜述 1
第 2 節 專業技術工作的觀點概論 36
第 3 節 繼電保護故障的基本類型 55
第 2 章 發電機保護的故障處理 70
第 1 節 發電廠機組過電壓與保護動作行為70
第 2 節 熱電機組封閉母線短路差動保護誤動作73
第 3 節 發電廠機組斷路器爆炸導致強行勵磁與零序保護動作76
第 4 節 熱電機組 TV 斷線導致強行勵磁與差動保護動作 80
第 5 節 發電機組 AVC 調節電壓越限與過勵磁保護誤動作83
第 6 節 發電機組 TV 二次回路電壓疊加與保護誤動作87
第 7 節 發電機組 TV 開口三角電壓短路與匝間保護誤動作 89
第 8 節 發電機組轉子絕緣損壞與接地保護動作行為 92
第 9 節 熱電機組轉子兩點接地與保護動作行為94
第 10 節 發電機組 TV 斷線導致定子匝間保護誤動作98
第 11 節 熱電機組逆變滅磁誤動作 103
第 12 節 發電機組外部故障導致負序電流保護誤動作 109
第 13 節 發電機組 3U0 接地斷線與定子接地保護誤動作 114
第 14 節 發電機組轉子接地保護性能差導致誤動作 120
第 15 節 發電機組中性點引線接地與三次諧波保護動作行為 123
第 16 節 熱電機組勵磁繫統故障與保護動作行為 127
第 17 節 發電機組定子接地與保護的延時動作行為 130
第 18 節 發電機組 TA 二次開路與差動保護動作行為 134
第 19 節 發電機組甩負荷時復合電壓閉鎖過電流保護誤動作 138
第 20 節 發電機組失步與兩套保護不一致的動作行為 143
第 3 章 變壓器保護的故障處理149
第 1 節 變壓器不同方式下瓦斯保護的動作行為151
第 2 節 高壓廠用變壓器匝間短路時差動保護動作行為 154
第 3 節 變壓器中性點運行方式對差動保護動作行為的影響159
第 4 節 三圈變壓器功率轉移時差動保護誤動作162
第 5 節 線路故障時負荷側變壓器差動保護誤動作 173
第 6 節 熱電廠母線故障時主變壓器零序過電壓保護誤動作175
第 7 節 變壓器受損與繫統故障及保護動作行為178
第 8 節 發電廠啟動備用變壓器送電時差動保護誤動作 183
第 9 節 變壓器差動保護在線路重合閘時誤動作187
第 10 節 變壓器和應勵磁湧流導致差動保護誤動作 191
第 11 節 發電機-變壓器組差動保護性能問題導致的誤動作194
第 12 節 高阻抗變壓器勵磁湧流特性與保護的定值問題 197
第 13 節 勵磁變壓器故障導致發電機首尾短路時差動保護誤動作203
第 14 節 發電廠變壓器差動保護區外故障時誤動作 205
第 15 節 變壓器低壓側短路與保護動作行為209
第 16 節 高壓廠用變壓器低壓側零序過電流保護越級跳閘213
第 17 節 變壓器區外故障時地電流入侵與差動保護誤動作216
第 18 節 熱電廠直流電源接地時瓦斯保護誤動作221
第 19 節 熱電機組非同期並列時變壓器差動保護誤動作 225
第 20 節 發電機組勵磁變壓器故障與保護的定值問題 229
第 4 章 母線及母線設備保護的故障處理234
第 1 節 發電廠母線保護 TA 的比差超標與區外故障時誤動作235
第 2 節 發電廠母線保護 TA 的兩點接地與區外故障時誤動作239
第 3 節 變電站母線保護受 TA 剩磁影響在線路重合閘時誤動作243
第 4 節 發電廠母線保護三相電流不平衡時誤發信號 251
第 5 節 熱電廠 35kV 母線繫統 TV 燒毀與諧振過電壓問題 253
第 6 節 變電站母線保護誤判母聯斷開與區外故障時誤動作255
第 7 節 變電站母線保護 TA 二次短路與區內故障時拒絕動作257
第 8 節 變電站母聯保護連接片功能混亂與繫統操作時誤動作259
第 9 節 發電廠母線保護在特殊運行方式下的應用問題 262
第 10 節 發電廠母線保護抗干擾問題與線路故障時誤動作 267
第 11 節 發電廠母線故障時保護不正確動作 272
第 12 節 發電廠升壓站 TA 故障與母線保護動作行為 277
第 13 節 變電站母線故障斷路器失靈誤啟動與母差保護誤動作 283
第 14 節 發電廠升壓站母線保護的無故障跳閘 286
第 15 節 智能變電站母線保護等調試過程中所暴露的問題 290
第 16 節 智能站送電過程中母線保護的若干問題 295
第 17 節 變電站 TA 故障與母線保護動作行為 298
第 18 節 變電站線路故障時母線保護誤動作 302
第 19 節 熱電廠的電纜故障與母線過電壓 TV 損壞 303
第 20 節 變電站母線 TV 二次電壓異常與保護告警 308
第 5 章 線路保護的故障處理 314
第 1 節 線路保護采樣值飄移導致的誤動作 315
第 2 節 110kV 線路故障時負荷側保護的動作行為 320
第 3 節 線路故障橫差保護拒動引發的電氣復故障 323
第 4 節 諧波與負序電流對線路保護動作行為的影響 326
第 5 節 零序保護連接片退出線路故障時給電網帶來的混亂局面 329
第 6 節 220kV 繫統 TV 二次多點接地對保護動作行為的影響 331
第 7 節 220kV 帶自備發電廠的線路保護跳閘策略 337
第 8 節 熱電廠脫硫電纜線路差動保護區外故障時誤動作 340
第 9 節 500kV 線路過電壓保護動作跳閘故障分析 343
第 10 節 220kV 雙回線路故障與跳閘相別不對應的問題 347
第 11 節 220kV 線路斷線與保護拒絕動作的行為 353
第 12 節 220kV 線路接地故障導致相鄰的高頻電纜絕緣擊穿 356
第 13 節 500kV 變電站 TA 對地絕緣擊穿與保護動作行為 359
第 14 節 變電站倒閘操作導致線路 TV 故障與過電壓保護誤動作 362
第15節 線路 TV 二次中性點漂移導致過電壓保護誤動作 364
第 16 節 線路 TV 二次電壓波形畸變與過電壓保護誤動作 368
第 17 節 發電機-變壓器-線路組重合閘設置問題 370
第 18 節 220kV 相鄰線路重合到永久性故障時保護誤動作 373
第 19 節 220kV 線路保護光纖通道的故障分析 376
第 20 節 220kV 線路背後單相接地故障時高頻保護誤動作 378
第 21 節 線路結合濾波器特性變壞與高頻保護通道故障報警381
第 22 節 收信間斷導致區外線路故障時高頻保護誤動作 385
第 23 節 線路阻波器特性變壞與高頻收信異常告警 387
第 24 節 線路收發信機誤啟動與通道高頻干擾問題 389
第 6 章 斷路器控制與保護的故障處理 392
第 1 節 熱電廠升壓站母聯斷路器保護抗干擾問題與誤動跳閘393
第 2 節 熱電廠線路及橋聯斷路器保護抗干擾問題與無故障跳閘396
第 3 節 線路送電斷路器合閘後 A 相跳開的非全相問題400
第 4 節 熱電廠升壓站母聯斷路器三相不一致保護拒絕動作403
第 5 節 發電廠線路斷路器拒絕跳閘與保護動作行為 406
第 6 節 發電廠線路故障斷路器跳閘失靈與保護誤動作 409
第 7 節 變電站工頻交流干擾直流繫統與跳閘繼電器誤動作 411
第 8 節 熱電廠機組磁場斷路器誤跳失磁與保護動作行為421
第 9 節 變電站交流混入直流控制繫統導致多臺斷路器跳閘425
第 10 節 變電站斷路器跳閘與繼電器端子絕緣擊穿 429
第 11 節 發電廠升壓站斷路器斷口絕緣擊穿與死區保護誤動作431
第 12 節 發電廠升壓站斷路器失靈保護誤動作435
第 13 節 發電廠升壓站斷路器三相不一致保護誤動作 438
第 14 節 發電機組磁場斷路器誤動跳閘滅磁440
第 15 節 發電機組 DCS 遠方啟動出口斷路器跳閘 442
第 16 節 線路控制回路絕緣擊穿與斷路器誤動跳閘 445
第 17 節 變壓器高壓側斷路器非全相故障與保護拒絕動作448
第 18 節 發電廠直流繫統接地引發的全廠停電449
第 19 節 發電廠線路故障與斷路器跳閘失靈後相關保護動作行為454
第 20 節 發電廠直流繫統接地引發的斷路器跳閘與機組全停459
第 7 章 其他設備保護與二次回路的故障處理463
第 1 節 熱電廠線路故障與地電位升高反擊二次設備 463
第 2 節 由繫統諧振引發的熱電廠電氣復故障467
第 3 節 熱電廠電纜故障全廠停電與保護動作行為 473
第 4 節 發電機組斷路器跳閘與 DCS 機跳電保護誤動作476
第 5 節 ZUZ 發電廠機組 TV 對地懸空與中性點電位漂移 3U0 報警 480
第 6 節 化工熱電廠機組定子接地保護跳閘問題分析 482
第 7 節 發電廠 DCS 機跳電保護誤動作引發的電氣復故障 486
第 8 節 發電機組帶線路升壓時誤強勵與過電壓保護動作行為 493
第 9 節 發電廠 TV 二次繫統一點接地與懸浮電位問題 495
第 10 節 熱電廠 6kV 電源分支故障時廠用變壓器差動保護延時動作 498
第 11 節 發電廠給水泵電動機啟動時差動保護誤動作 503
第 12 節 發電廠工作電源外接線路故障時機組全停與保護整定問題 504
第 13 節 發電廠水源地長線路供電繫統故障與保護配置 507
第 14 節 熱電廠水源地線路故障零序保護誤動作 511
第 15 節 熱電廠工作電源切換不成功導致機組全停 512
第 16 節 熱電廠化學水供電繫統故障與保護的應用問題 516
第 17 節 10kV 無功綜合補償繫統的故障特征與保護配置 518
第 18 節 發電廠增壓風機電動機反送電流速段保護誤動作 525
第 19 節 發電廠的繫統電壓調整與機組過勵磁保護誤動作 528
第 20 節 熱電廠機組故障與保護的動作行為 532
後記538

《繼電保護事故處理技術與實例》已經出版十幾年了，作為實用性比較強的一本參考書，該書在指導現場工作方面發揮了重要作用，得到了電力部門同行以及高等學校師生的普遍認可。過去的十幾年繼電保護專業工作發生了重大變化，在電力繫統中不僅投入了眾多的新設備，同時也暴露出許多前所未有的問題，出現了一些信號誤發、保護誤動、斷路器誤跳、設備誤停等事故處理的新素材。根據廣大讀者的需要，完成了這本《繼電保護故障處理技術與實例分析》的編寫工作。繼電保護的故障處理是繼電保護工作的重要環節，是電力繫統故障處理的一部分。繼電保護故障處理涉及以下三方面內容：，涉及繼電保護的動作行為。即繼電保護的誤動與拒動方面不正確動作的行為，繼電保護的誤發與拒發方面不正確發信號的行為，還有與繼電保護靈敏性、選擇性、快速性、可靠性相違背的行為等問題。根據統計資料，按照保護的種類劃分特點如下：發電機所配置的各類保護都有不正確動作的記錄；變壓器保護則是以差動保護的誤動而著稱；母線保護同樣是差動保護的誤動作具有代表性；線路保護表現的是高頻問題突出；保護抗干擾差的性能給人帶來了太多的煩惱；至於小繫統、小電廠繼電保護專業的故障也是居高不下。所有這些都是不正確動作的一面，值得認真對待。第二，涉及電力繫統的故障。繼電保護的故障往往會伴隨著一次繫統的故障而出現，或者說在一次繫統的故障旋渦中醞釀著繼電保護的故障，也就是說一次繫統的故障是繼電保護事故的滋生地，因此，繼電保護的故障處理與電力繫統的故障處理密切相關。對於一個發電廠，當一臺機組故障停機甚至全廠停電時；對於一個變電站，當一臺變壓器故障停電甚至全站停電時；對於一個電力繫統，當出現大面積停電甚至繫統瓦解時，會有大量的斷路器跳閘、保護動作、信息報警等現像。此時如何快速確定是一次設備故障，還是保護誤動作，或是一、二次設備均有問題發生，是矛盾的主要方面，也是工作的難點所在。隻有找到了故障設備，纔能及時確定處理措施。可見，如何在大量的信息面前及時確定故障設備是非常關鍵的，在時間內尋找故障點，是電力繫統故障處理完成的步。第三，涉及繼電保護的專業工作。隨著微機型繼電保護的廣泛使用，使得繼電保護的運行與管理以及相關專業工作發生了深刻的變化，表現在設計、安裝、調試、檢修以及整定計算各個環節，特點是繼電保護的配置復雜化，二次電纜的密度增加，一、二次設備的壽命差別太大，發電機組的電氣控制與 DCS 的聯繫更加緊密，以及現場調試項目過於簡化，現場工作過分依賴於設備生產廠家等。與此同時，繼電保護事故處理的思路與以前相比出現明顯的變化，表現在特殊運行方式下繼電保護誤動問題突出、二次回路故障的概率增加、斷路器誤跳問題依然存在、保護的動態特性差、定值問題突出、人為的事故尚未杜絕、變電站的無人職守增加了故障處理難度等。根據上述內容，該書所選的素材中，有的故障原因已經查明，有的原因卻沒有找到，但是其故障處理的過程，其故障分析的思路仍然具有參考價值，其預防故障再次發生的防範措施的意義仍然是積極的；並且所采取的防範措施或許已經避免了故障的再次發生。因此，為了便於故障分析和預防類似故障的再次發生，安排了不同的設備、不同故障類型的章節，希望能對讀者有所裨益。當面對現場需要處理的故障時，不在於你的水平有多高，也不在於你的能力有多強，如果不往那裡去想，就找不到正確的方向。因為，隻要問題分析不到位，那就不一定找到故障點；就是找到了故障點，也不一定找到引發故障的原因；就是找到了故障原因，也不一定找到有針對性的防範措施。如此的因果關繫鏈已經在現場若干的故障分析時得到證實。因此，必須運用一種正確的問題分析與處理的方法，纔能夠做到繼電保護的快速事故處理。聯想到2015 年華電繼電保護技能大賽的故障處理現場，當選手面對一種設備時，首先考慮的是設備的功能，以及可能發生的問題，思路對者故障及時得到排除，成績優秀。反之，交白卷的大有人在。本書通過實例的分析闡明了故障處理的思路，其解決問題的方法是可以借鋻的，掌握這些思路對讀者了解繼電保護原理、掌握設備的性能、豐富現場的知識、提高分析問題與解決問題的能力會有所幫助；掌握繼電保護的故障處理技術，在電力繫統故障的大風大浪面前不至於一籌莫展。對於電力繫統，如果在增強工作人員素質、提高專業技術水平、加速事故處理速度、減少事故的概率等方面有所幫助，出版該書的願望就實現了。雖然出版該書的願望是美好的，旨在服務於現場、服務於專業、服務於電力發展、服務於未來，並將目前運行的不同容量、不同電壓等級設備保護的問題分析展示給讀者。但是，受電力繫統現場實際故障素材的限制，在取材上難免存在較大片面性。好在這種片面性從側面反映出了當今繼電保護故障以及事故處理的趨勢，表現出了專業工作的新特點。山東電力的同行們在提供資料方面做出了無私的貢獻，其中李華東、劉衛東、馬誠良、亓奎正、朱青、張高峰、王慶玉、張青青、張用、孫桂芳、李軍、張廣斌、盧永生、夏文輝、張國亮、陳志霞、葛峰、宋海青、尚緒勇、李懷東、於洪亮、王啟崗、張文波、任衛村、朱靜海、於愛民、杜寧寧、王蘭花、張洪英、朱明波、李振強、李維勇、蘇江海、馬偉、宋立波、宋中煒等幫助做了大量工作，在此表示衷心的感謝。對於書中存在的錯誤，懇請讀者及時批評指正。編著者 2021 年 12 月