電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障及預(yù)防措施

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電力是社會(huì)不可或缺的能源之一，電力系統(tǒng)在其中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，由于電網(wǎng)運(yùn)行方式較為復(fù)雜，其處于頻繁變化的狀態(tài)之中，因此為保障電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠，必須加強(qiáng)在日常使用中的維護(hù)，而繼電保護(hù)裝置便是其中的關(guān)鍵所在。繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用，可避免電力系統(tǒng)故障所造成的風(fēng)險(xiǎn)，維護(hù)電網(wǎng)設(shè)備的安全。但由于受各種因素的影響，繼電保護(hù)裝置本身也面臨著故障風(fēng)險(xiǎn)，一旦發(fā)生故障將無(wú)法發(fā)揮保障功能，影響電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。鑒于此，本文基于電力系統(tǒng)保護(hù)視角，探討繼電保護(hù)裝置的常見(jiàn)故障及預(yù)防，以其全面發(fā)揮其功能優(yōu)勢(shì)，預(yù)防電力系統(tǒng)運(yùn)行事故的發(fā)生。電力屬于清潔能源之一，發(fā)揮著重視地社會(huì)能源供應(yīng)職能，隨著社會(huì)用電量的急劇攀升，對(duì)于供電質(zhì)量的要求也日益提高，如何保障電力系統(tǒng)地高效安全運(yùn)行，成為行業(yè)亟待解決的問(wèn)題。通常而言，為提升電力系統(tǒng)供電質(zhì)量，繼電保護(hù)裝置被廣泛應(yīng)用其中，并且依托網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制的目標(biāo)，能夠?qū)﹄娏\(yùn)行狀態(tài)實(shí)施監(jiān)測(cè)。但在實(shí)際的應(yīng)用也不乏各種故障問(wèn)題，嚴(yán)重阻礙了電力系統(tǒng)地安全運(yùn)行，因此必須重視繼電保護(hù)裝置的分析，對(duì)部分常見(jiàn)故障及時(shí)排除和預(yù)防。

電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)裝置的重要性

以我國(guó)目前的電力消耗而言，已經(jīng)占據(jù)了極大的比重，更成為最重要的電力能源市場(chǎng)。與此同時(shí)，國(guó)家在“十三五規(guī)劃”中強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)電力能源保障，相繼加大了電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施地投入，逐步形成了更加龐大的電力網(wǎng)絡(luò)。事實(shí)上，電力系統(tǒng)的應(yīng)用與保障，不僅體現(xiàn)在宏觀層面上，從微觀的繼電保護(hù)裝置應(yīng)用中，同樣需要加強(qiáng)關(guān)注與研究。繼電保護(hù)裝置主要應(yīng)用于電力末端節(jié)點(diǎn)，避免因電壓不穩(wěn)、浪涌、短路等問(wèn)題導(dǎo)致的設(shè)備損壞，通過(guò)對(duì)電力環(huán)境地監(jiān)測(cè)及時(shí)進(jìn)行保護(hù)，維護(hù)末端電力設(shè)備地安全運(yùn)行。并且，依托對(duì)繼電保護(hù)裝置數(shù)據(jù)的收集，可以對(duì)電力系統(tǒng)故障實(shí)現(xiàn)快速定位、分類及排除，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)管理的自動(dòng)化、智能化。

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的常見(jiàn)故障

繼電保護(hù)裝置定值故障

由于電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程并非一成不變的，而是隨著電力應(yīng)用程度的變化而變化，因此繼電保護(hù)裝置在應(yīng)用中會(huì)涉及到定值問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，繼電保護(hù)裝置應(yīng)用需要滿足部分條件，以更好地發(fā)揮其保護(hù)效用，但如果受到定值因素的影響，其實(shí)際效果將大打折扣，主要源于兩個(gè)方面，一方面是人為因素，即繼電保護(hù)裝置的安裝及使用中，受到人員專業(yè)能力、計(jì)算精確性等影響，在繼電保護(hù)裝置定值時(shí)產(chǎn)生較大誤差，導(dǎo)致理論與實(shí)際之間存在不匹配性；另一方面是裝置因素，即由于繼電保護(hù)裝置屬于電子器件，對(duì)其質(zhì)量、壽命及使用條件要求更高，如果出現(xiàn)元件老化、損壞、環(huán)境變化及電源故障等，均會(huì)導(dǎo)致定值漂移現(xiàn)象，影響其實(shí)際功能的發(fā)揮。繼電保護(hù)裝置運(yùn)行故障繼電保護(hù)裝置作為電力系統(tǒng)的重要組成，其所承擔(dān)的保護(hù)功能是長(zhǎng)期性地，面對(duì)復(fù)雜地電力運(yùn)行變化，繼電保護(hù)裝置的功能要求也更高。而正是受制于此，繼電保護(hù)裝置在實(shí)際的應(yīng)用中，在內(nèi)部因素及外部環(huán)境的影響下，極易發(fā)生偶發(fā)性的運(yùn)行故障，如設(shè)備長(zhǎng)期高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)及電網(wǎng)線路溫度過(guò)高等，都將成為導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置故障的因素，若不加強(qiáng)檢測(cè)與維修，將難以確保繼電保護(hù)裝置的長(zhǎng)期有效運(yùn)行。

繼電保護(hù)裝置元件質(zhì)量

根據(jù)繼電保護(hù)裝置所發(fā)揮的功能看，其功能范圍越寬泛，所應(yīng)用的精密測(cè)量元件數(shù)量也越復(fù)雜，而眾多元件的組合應(yīng)用，不僅考驗(yàn)著其設(shè)計(jì)能力，更對(duì)元件的質(zhì)量提出更高要求。一般而言，繼電保護(hù)裝置由電流互感器、二次保護(hù)回路、測(cè)量元件及執(zhí)行輸出等構(gòu)成，特別是測(cè)量元件需要較高的敏感度，一旦電網(wǎng)出現(xiàn)負(fù)荷異常時(shí)，需要及時(shí)做出反應(yīng)。反之，如果其元件質(zhì)量不達(dá)標(biāo)或者靈敏性不夠，當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷變化較大時(shí)仍無(wú)法檢測(cè)，導(dǎo)致繼電保護(hù)開(kāi)關(guān)無(wú)法啟動(dòng)。

電流和電壓互感器故障

短路或斷路是電力系統(tǒng)運(yùn)行中的最常見(jiàn)問(wèn)題，并且所造成的損害也是極其巨大地，尤其是短路問(wèn)題產(chǎn)生時(shí)，電網(wǎng)會(huì)瞬間產(chǎn)生極高電流和電壓，這就需要繼電保護(hù)裝置利用二次回路電流予以保護(hù)。而電流和電壓互感器屬于其前端元件，如果出現(xiàn)飽和故障，將無(wú)法完成二次回路電流，或者裝置存在誤動(dòng)、拒動(dòng)等問(wèn)題，導(dǎo)致整個(gè)電網(wǎng)的停電問(wèn)題。

外部因素引發(fā)裝置故障

繼電保護(hù)裝置應(yīng)用場(chǎng)景復(fù)雜，需要結(jié)合實(shí)際環(huán)境科學(xué)應(yīng)用，如果不能規(guī)避外部環(huán)境因素帶來(lái)的影響，勢(shì)必影響其使用效果。如在強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境下，斷電保護(hù)裝置極易產(chǎn)生元件故障，導(dǎo)致指令地誤傳或者保護(hù)地誤動(dòng)等。另外，開(kāi)關(guān)保護(hù)設(shè)備作為關(guān)鍵組成，同樣對(duì)繼電保護(hù)產(chǎn)生著影響，尤其是在用電高負(fù)荷區(qū)域，開(kāi)關(guān)保護(hù)設(shè)備作用顯著，必須加強(qiáng)與繼電保護(hù)的配合，一旦出現(xiàn)故障將無(wú)法發(fā)揮作用。

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置故障預(yù)防措施

替換法在故障處理中的應(yīng)用

根據(jù)繼電保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)要求和應(yīng)用特點(diǎn)，在繼電保護(hù)裝置發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)充分考慮其影響因素，主要是針對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及元件實(shí)施檢查，若判斷為其相關(guān)元件存在故障，或者是元件功能不穩(wěn)定等問(wèn)題，則應(yīng)直接采用替換的方式進(jìn)行維修，確保故障得到根本上的排除。通常而言，替換法是繼電保護(hù)裝置最常用方法，操作中可采取替換檢驗(yàn)的方式進(jìn)行，當(dāng)繼電保護(hù)裝置發(fā)生故障時(shí)，可利用周邊備用插件、設(shè)備作為替代，若故障在替代元件后消失，則表示故障處理有效，否則應(yīng)繼續(xù)深入分析問(wèn)題。以110kV旁路故障為例，當(dāng)LFP－941A微機(jī)保護(hù)燈閃爍時(shí)，故障檢測(cè)難度較高，此時(shí)可將備用設(shè)置插件對(duì)調(diào)，以檢測(cè)故障的源頭。

參照法在故障處理中的應(yīng)用

顧名思義，參照法主要是依托于數(shù)據(jù)值的比較，以尋找異常數(shù)據(jù)信息，如將繼電保護(hù)裝置的正常參數(shù)與異常參數(shù)實(shí)施對(duì)比，判斷故障的產(chǎn)生因素及故障點(diǎn)。主要包括如下方面：（1）回路改造或者更換設(shè)備后，實(shí)施二次連接但仍無(wú)法恢復(fù)時(shí)，可以依據(jù)故障特點(diǎn)對(duì)同類型設(shè)備進(jìn)行接線參照，如故障排除則表示接線錯(cuò)誤所致。因此在繼電保護(hù)裝置的接線中，可以適時(shí)采取參照接線方式，避免二次接線錯(cuò)誤問(wèn)題，并在此過(guò)程中對(duì)線頭進(jìn)行分類編碼，以減少后續(xù)維護(hù)的壓力。（2）在繼電保護(hù)裝置定值校驗(yàn)中，若存在設(shè)定值與實(shí)際值差距較大時(shí)，應(yīng)優(yōu)先對(duì)刻度值實(shí)施調(diào)整，而非是判定繼電器性能好壞，通過(guò)調(diào)整和測(cè)量以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并及時(shí)更換。（3）保護(hù)帶負(fù)荷試驗(yàn)中的數(shù)據(jù)難以確認(rèn)時(shí)，可以參照同類型設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，通過(guò)微機(jī)所顯示信息進(jìn)行比較，以縮小故障判斷的范圍。

分段法在故障處理中的應(yīng)用

針對(duì)繼電保護(hù)裝置的故障處理時(shí)，可以將其劃分為兩個(gè)或者多個(gè)分析部分，并依據(jù)相應(yīng)的步驟實(shí)施處理。（1）在繼電保護(hù)裝置中高頻保護(hù)裝置無(wú)法發(fā)送告警信號(hào)時(shí)，由于其涉及到兩側(cè)收發(fā)信機(jī)及通道設(shè)備，因此可以采取分段法實(shí)施處理。即依據(jù)通道分布及功能規(guī)律，將通道進(jìn)行分段檢驗(yàn)，利用電平表對(duì)其功能進(jìn)行確定，檢查是否具備正常的自發(fā)自收功能，以判斷其故障點(diǎn)及范圍。反之，則再次接入其他通道結(jié)合濾波器通信電纜端測(cè)，對(duì)相關(guān)的電纜線進(jìn)行檢測(cè)，判斷故障的產(chǎn)生范圍。（2）在光纖通道及遠(yuǎn)動(dòng)檢測(cè)中，將各通道口斷開(kāi)，隨后利用短接內(nèi)回路對(duì)各個(gè)通道進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)對(duì)裝置內(nèi)部信息的收集，以判斷其功能的有效性。最后再對(duì)外側(cè)短接環(huán)信號(hào)接收情況進(jìn)行分析，判斷通道的運(yùn)行情況，避免故障的產(chǎn)生。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的增加，繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用范圍也越來(lái)越大，為保障電力系統(tǒng)運(yùn)行安全，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)繼電保護(hù)裝置的關(guān)注，切實(shí)排除常見(jiàn)的故障，并采取相應(yīng)的預(yù)防措施，以降低檢測(cè)與維修的成本，真正保證電力能源的持續(xù)供應(yīng)，確保社會(huì)活動(dòng)、生成活動(dòng)地順利開(kāi)展。

作者：馮煥松 崔遠(yuǎn)遠(yuǎn) 梁睿 周孟璇 龍超城 單位：遵義綏陽(yáng)供電局