高壓電網(wǎng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置的可靠性研究

張波 安志勇 何銀瑞 苑尚文

摘要：如今國(guó)家發(fā)展迅速，工業(yè)水平與人民生活水平得到大幅度的提高，于此并相而來(lái)的高壓電力能源的需求量達(dá)到前所未有的程度。為此，國(guó)家將高壓電網(wǎng)的改進(jìn)工作提上日程，比如在高壓電網(wǎng)中使用的繼電器，繼電器可以在最短時(shí)間做出響應(yīng)，保護(hù)系統(tǒng)自動(dòng)的將故障設(shè)備脫離，減少并降低故障設(shè)備在整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的影響。現(xiàn)在的繼電器保護(hù)工作具有很強(qiáng)的技術(shù)性，具體體現(xiàn)在可以有效解決故障問(wèn)題，快速解決電網(wǎng)設(shè)備出現(xiàn)的突發(fā)問(wèn)題。本篇文章通過(guò)繼電保護(hù)定義的闡述，結(jié)合高壓電網(wǎng)繼電器保護(hù)的影響因素，提出提高電網(wǎng)設(shè)備可靠性與實(shí)用性的措施，希望能給我國(guó)建筑行業(yè)一定的啟事，也能對(duì)有同行一定的幫助。

關(guān)鍵詞：高壓電網(wǎng);繼電保護(hù);自動(dòng)裝置;可靠性

引言

安全保護(hù)是電網(wǎng)安全中極基礎(chǔ)的一項(xiàng)工作。在高壓電網(wǎng)運(yùn)行的過(guò)程中，一旦安全自動(dòng)裝置出現(xiàn)事故，就很容易出現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)誤動(dòng)作、運(yùn)行異常等現(xiàn)象，這些事故很大程度上會(huì)對(duì)電網(wǎng)設(shè)備的工作性能造成損壞。特別是當(dāng)短時(shí)間通過(guò)系統(tǒng)的電流過(guò)大的時(shí)候，繼電器保護(hù)正常工作被中斷，嚴(yán)重影響工作的正常運(yùn)行^[1]。所以本文將通過(guò)對(duì)繼電器保護(hù)裝置的研究，深入研究故障的產(chǎn)生原因，并使用恰當(dāng)?shù)拇胧┨岣哌\(yùn)行裝置的可靠性。

一、繼電保護(hù)可靠性影響因素分析

隨著我國(guó)用電需求的顯著提高，電網(wǎng)規(guī)模不斷增加，大量的電網(wǎng)建設(shè)之下出現(xiàn)設(shè)備故障幾率也有所增加。在科技的發(fā)展下，安裝電網(wǎng)繼電器保護(hù)裝置可以有效減少電網(wǎng)中容易出現(xiàn)的事故。但電網(wǎng)繼電器保護(hù)時(shí)，依然會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，如在互感器的二次電壓回路的過(guò)程中，繼電器保護(hù)環(huán)節(jié)較為薄弱，此時(shí)若外界環(huán)境發(fā)生變化，繼電器保護(hù)則會(huì)失效，電網(wǎng)系統(tǒng)容易發(fā)生故障^[2]。當(dāng)電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生故障又會(huì)反過(guò)來(lái)造成保護(hù)裝置保護(hù)拒動(dòng)等問(wèn)題。

繼電器保護(hù)裝置另一部分是電流互感器，這種互感器可以將電網(wǎng)電流以波形表現(xiàn)出來(lái)。特別是當(dāng)高壓電網(wǎng)出現(xiàn)故障，互感器反映電流波形，通過(guò)波形的數(shù)據(jù)與相位，技術(shù)人員可以分析出故障情況。

二、提高高壓電網(wǎng)和繼電器保護(hù)的可靠性措施

當(dāng)高壓電網(wǎng)發(fā)生故障，工作人員先要在電網(wǎng)中確定故障位置，對(duì)故障出進(jìn)行安全測(cè)評(píng)，最后使用一些措施修復(fù)故障。以下是常用的故障處理手段：

1、直觀法

直觀法是一種不需要借助其他設(shè)備與手段的最常用故障處理手段之一。檢修工作人員通過(guò)自己的肢體接觸與五官感知，發(fā)現(xiàn)故障，再結(jié)合自己的專業(yè)知識(shí)與工作經(jīng)驗(yàn)，判斷高壓電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行的情況。

直觀法的優(yōu)點(diǎn)：直觀法依靠高壓電網(wǎng)的特性，電網(wǎng)發(fā)生故障的時(shí)候很多元器件、線路都會(huì)出現(xiàn)變色，有些還會(huì)出現(xiàn)火星子，這種工作人員一目了然發(fā)現(xiàn)故障，此外電網(wǎng)故障的時(shí)候可能發(fā)生電路短路，電阻處積累大量熱量，線路會(huì)因?yàn)闊崃窟^(guò)度而產(chǎn)生燒焦味，工作人員可以根據(jù)燒焦味確定故障位置。直觀法可以最短時(shí)間的確定故障的范圍，確定故障位置并選取恰當(dāng)?shù)姆椒ń鉀Q故障。

2、短接處理法

繼電保護(hù)裝置是高壓電網(wǎng)正常運(yùn)作的前提。當(dāng)高壓遇到突發(fā)情況，繼電保護(hù)可以馬上采取有效的措施保護(hù)電網(wǎng)，但如果繼電裝置出現(xiàn)故障，保護(hù)作用失效，此時(shí)的首要任務(wù)就是馬上修復(fù)繼電器。短接處理法是指通過(guò)短接導(dǎo)線的方式確定故障范圍，再慢慢測(cè)試鎖定范圍圈，保護(hù)高壓電網(wǎng)的時(shí)候同時(shí)能修復(fù)設(shè)備，提高了繼電器的保護(hù)裝置的可靠性與可運(yùn)行性。

3、逐項(xiàng)拆除處理法

逐項(xiàng)拆除處理法是一種分段測(cè)試的方法。方法步驟如下：首先在故障處理的時(shí)候?qū)⒍位芈肪€路進(jìn)行開(kāi)脫處理，再依次回放不斷重復(fù)上一工作，當(dāng)線路一直保持正常狀態(tài)，則可以證明這個(gè)線路是正常的，但一旦發(fā)生故障則可以證明這個(gè)故障點(diǎn)不在這段路上。這個(gè)方法主要針對(duì)直接接地、交流電源熔絲等方法^[3]。此方法原理：根據(jù)電路的負(fù)荷對(duì)直流屏進(jìn)行相應(yīng)處理，可以在很短的時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)并確定故障地點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)切斷時(shí)間在三秒左右，如果切斷處理之后的設(shè)備依然是正常狀態(tài)，那么可以說(shuō)這段線路是正常的，如果這段線路不正常，我們就可以在這條線路中找到故障大致范圍，再利用拉路法來(lái)確定故障的支路位置，分別排出沒(méi)有故障的支路，最后找到故障位置。通過(guò)這種方法，可以高效的找到故障位置，進(jìn)而提高自動(dòng)裝置的可靠性。

4、替換法

用可以正常工作的原件去代替故障原件，如果設(shè)備重新“活”起來(lái)，則可以確定這個(gè)被替換的原件是故障原因，如果設(shè)備依然無(wú)法工作，則可以說(shuō)明還未找到故障點(diǎn)。微機(jī)保護(hù)故障時(shí)，工作人員使用備用的插件去代替一些容易壞的零件，看故障情況是否消失，消失則將換下來(lái)的元件進(jìn)行替換，若故障沒(méi)有改變，那就繼續(xù)替換其他原件，直到成功找到所需的原件位置。這種替換方法有個(gè)弊端，由于是一個(gè)一個(gè)原件的替換，就會(huì)存在運(yùn)氣成分，如果運(yùn)氣好，可以短時(shí)間發(fā)現(xiàn)故障位置，但運(yùn)氣不好，所消耗的時(shí)間就長(zhǎng)。工作人員尋找故障點(diǎn)不應(yīng)該依靠運(yùn)氣，而應(yīng)該依靠自己的工作經(jīng)驗(yàn)，可以按照理論分析，先從容易發(fā)生故障的地方進(jìn)行替換，降低失誤率，提高繼電保護(hù)裝置的可靠性。

5、加強(qiáng)智能化建設(shè)

智能化技術(shù)是現(xiàn)代人生活必不可少的一部分，其也加快了人類(lèi)文明的發(fā)展與進(jìn)步。研究者將智能化技術(shù)引入繼電系統(tǒng)之中，提高高壓電網(wǎng)工作效率的同時(shí)也顯著的提高了自動(dòng)保護(hù)的可靠性。智能化技術(shù)中的人工智能不僅具有強(qiáng)大的邏輯思維能力，還具有穩(wěn)定的工作性能，經(jīng)過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)人工智能很少會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，或者出現(xiàn)問(wèn)題也能快速解決。這不僅減少了時(shí)間成本，也減少了人力成本和物力成本，同時(shí)還能對(duì)繼電系統(tǒng)提供專業(yè)的技術(shù)支持，給繼電系統(tǒng)的發(fā)展提供一個(gè)新的發(fā)展方向^[4]。最后智能化技術(shù)將各個(gè)領(lǐng)域整合統(tǒng)一控制，整理了信息、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)高壓電網(wǎng)的統(tǒng)一操控。

三、總結(jié)

隨著時(shí)代的進(jìn)步，我國(guó)人口基數(shù)快速增長(zhǎng)，再加上電器使用的增多，電網(wǎng)壓力顯著提高。為此我國(guó)在各個(gè)省份建立新的供電站，高壓電網(wǎng)為社會(huì)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了極大的支持，但隨著高壓電網(wǎng)的大規(guī)模使用，也出現(xiàn)了不少安全問(wèn)題，若這些安全問(wèn)題不能得到妥善解決將會(huì)嚴(yán)重影響國(guó)家發(fā)展，為此人們對(duì)高壓電網(wǎng)的發(fā)展、運(yùn)行安全、可靠性、可運(yùn)行性提出了更高的要求。繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置作為高壓電網(wǎng)的保護(hù)基礎(chǔ)，能很大程度上保證高壓電網(wǎng)工作的時(shí)候一直保持穩(wěn)定的狀態(tài)，但是當(dāng)繼電保護(hù)受到外界的破壞和內(nèi)部損壞之時(shí)，高壓電網(wǎng)就失去了保護(hù)，所以要想保護(hù)高壓電網(wǎng)就也要對(duì)繼電保護(hù)裝置負(fù)責(zé)，定期檢查設(shè)備運(yùn)行情況，派專業(yè)人士定時(shí)更換老舊的零部件，若是繼電保護(hù)裝置發(fā)生故障也不必心急，通過(guò)直觀法、短接處理法、逐項(xiàng)拆除處理法、替換法和加強(qiáng)智能化建設(shè)法都可以發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)并解決故障問(wèn)題。最后，我們每一個(gè)人都應(yīng)該做好繼電保護(hù)工作，做好高壓電網(wǎng)工作，為國(guó)家發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：張波，男，漢族，籍貫：山東濟(jì)南，單位：山東鋼鐵集團(tuán)日照有限公司能源環(huán)保中心。

（作者單位：山東鋼鐵集團(tuán)日照有限公司能源環(huán)保中心）