淺析電氣繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行維護(hù)與檢修

高瑞峰

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力系統(tǒng)越來越龐大，越來越復(fù)雜。作為電氣系統(tǒng)的“守護(hù)神”，繼電保護(hù)的重要性進(jìn)一步凸顯。目前，電氣系統(tǒng)因繼電保護(hù)故障而引起的事故逐漸上升，給經(jīng)濟(jì)造成巨大的損失，而且也給電網(wǎng)的安全構(gòu)成了威脅。為了避免發(fā)生上述問題，必須提高電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)設(shè)備的可靠性和安全性。因?yàn)闄z修和維護(hù)電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)設(shè)備是一項(xiàng)專業(yè)性強(qiáng)且非常復(fù)雜的工作，所以相關(guān)的技術(shù)人員必須高度重視繼電保護(hù)設(shè)備的維護(hù)和檢修工作，從而保證電力系統(tǒng)能夠穩(wěn)定地運(yùn)行。本文就電氣繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行維護(hù)與檢修進(jìn)行了淺析。

關(guān)鍵詞：電氣繼電保護(hù)裝置;運(yùn)行維護(hù);檢修

一、電氣繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用與構(gòu)成

所謂繼電保護(hù)：指研究電力系統(tǒng)故障和危及安全運(yùn)行的異常工況，以探討其對(duì)策的反事故自動(dòng)化措施?；救蝿?wù)是：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常工況時(shí)，在可能實(shí)現(xiàn)的最短時(shí)間和最小區(qū)域內(nèi)，自動(dòng)將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，或發(fā)出信號(hào)由值班人員消除異常工況根源，以減輕或避免設(shè)備的損壞和對(duì)相鄰地區(qū)供電的影響。主要有以下幾種應(yīng)用：

1） 線路保護(hù)

2） 主變壓器保護(hù)

3） 電容器保護(hù)

4） 電動(dòng)機(jī)保護(hù)

繼電保護(hù)裝置分為傳統(tǒng)繼電保護(hù)和微機(jī)繼電保護(hù)兩種。

傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的原理是：使輸入的電流、電壓信號(hào)直接在模擬量之間進(jìn)行比較和運(yùn)算處理，使模擬量與裝置中給定的機(jī)械量（如彈簧力矩）或電氣量（如門檻電壓）進(jìn)行比較和運(yùn)算處理，決定是否跳閘。

微機(jī)繼電保護(hù)的工作原理是：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，故障電氣量通過模擬量輸入系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，然后送入計(jì)算機(jī)的中央處理器，對(duì)故障信息按相應(yīng)的保護(hù)算法和程序進(jìn)行運(yùn)算，且將運(yùn)算的結(jié)果隨時(shí)與給定的整定值進(jìn)行比較，判別是否發(fā)生故障。一旦確認(rèn)區(qū)內(nèi)故障發(fā)生，根據(jù)開關(guān)量輸入的當(dāng)前斷路器和跳閘繼電器的狀態(tài)，經(jīng)開關(guān)量輸出系統(tǒng)發(fā)出跳閘信號(hào)，并顯示和打印故障信息。

目前的繼電保護(hù)主要由微機(jī)保護(hù)來實(shí)現(xiàn)，微機(jī)保護(hù)是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的發(fā)展方向，它具有高可靠性，高選擇性，高靈敏度。

微機(jī)保護(hù)由硬件和軟件兩部分組成。

通常微機(jī)保護(hù)的硬件電路由六個(gè)功能單元構(gòu)成，即數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、微機(jī)主系統(tǒng)、開關(guān)量輸入輸出電路、工作電源、通信接口和人機(jī)對(duì)話系統(tǒng)。

微機(jī)保護(hù)的軟件由初始化模塊、數(shù)據(jù)采集管理模塊、故障檢出模塊、故障計(jì)算模塊、自檢模塊等組成。

二、電氣繼電保護(hù)裝置的基本要求

電氣繼電保護(hù)裝置為了完成它的任務(wù)，必須在技術(shù)上滿足選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性四個(gè)基本要求。

1）選擇性

選擇性就是指當(dāng)電力系統(tǒng)中的設(shè)備或線路發(fā)生短路時(shí)，其繼電保護(hù)僅將故障的設(shè)備或線路從電力系統(tǒng)中切除，當(dāng)故障設(shè)備或線路的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，應(yīng)由相鄰設(shè)備或線路的保護(hù)將故障切除。

2）速動(dòng)性

速動(dòng)性是指繼電保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除故障，以減少設(shè)備及用戶在大電流、低電壓運(yùn)行的時(shí)間，降低設(shè)備的損壞程度，提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。

故障切除時(shí)間包括保護(hù)裝置和斷路器動(dòng)作時(shí)間，一般快速保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間為0.04s～0.08s，最快的可達(dá)0.01s～0.04s，一般斷路器的跳閘時(shí)間為0.06s～0.15s，最快的可達(dá)0.02s～0.06s。

3）靈敏性

靈敏性是指電氣設(shè)備或線路在被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路故障或不正常運(yùn)行情況時(shí)，保護(hù)裝置的反應(yīng)能力。

能滿足靈敏性要求的繼電保護(hù)，在規(guī)定的范圍內(nèi)故障時(shí)，不論短路點(diǎn)的位置和短路的類型如何，以及短路點(diǎn)是否有過渡電阻，都能正確反應(yīng)動(dòng)作，即要求不但在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下三相短路時(shí)能可靠動(dòng)作，而且在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下經(jīng)過較大的過渡電阻兩相或單相短路故障時(shí)也能可靠動(dòng)作。

系統(tǒng)最大運(yùn)行方式：被保護(hù)線路末端短路時(shí)，系統(tǒng)等效阻抗最小，通過保護(hù)裝置的短路電流為最大運(yùn)行方式;

系統(tǒng)最小運(yùn)行方式：在同樣短路故障情況下，系統(tǒng)等效阻抗為最大，通過保護(hù)裝置的短路電流為最小的運(yùn)行方式。

保護(hù)裝置的靈敏性是用靈敏系數(shù)來衡量。

4）可靠性

可靠性包括安全性和信賴性，是對(duì)繼電保護(hù)最根本的要求。

安全性：要求繼電保護(hù)在不需要它動(dòng)作時(shí)可靠不動(dòng)作，即不發(fā)生誤動(dòng)。

信賴性：要求繼電保護(hù)在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)可靠動(dòng)作，即不拒動(dòng)。

繼電保護(hù)的誤動(dòng)作和拒動(dòng)作都會(huì)給電力系統(tǒng)帶來嚴(yán)重危害。

以上四個(gè)基本要求是設(shè)計(jì)、配置和維護(hù)繼電保護(hù)的依據(jù)，又是分析評(píng)價(jià)繼電保護(hù)的基礎(chǔ)。這四個(gè)基本要求之間是相互聯(lián)系的，但往往又存在著矛盾。因此，在實(shí)際工作中，要辯證地進(jìn)行統(tǒng)一。

三、電氣繼電保護(hù)裝置的維護(hù)措施

1）定期檢查二次回路絕緣，防止直流接地

繼電保護(hù)裝置一般采用直流電源。在檢查繼電保護(hù)裝置時(shí)，定期進(jìn)行絕緣試驗(yàn)，檢查異常發(fā)熱情況，確保繼電保護(hù)裝置電源正常工作。一旦直流電源接地，正接地會(huì)造成保護(hù)裝置拒動(dòng)，負(fù)接地將會(huì)造成保護(hù)裝置誤動(dòng)。正負(fù)電源兩點(diǎn)同時(shí)接地，還會(huì)造成整個(gè)直流系統(tǒng)崩潰，使整個(gè)控制系統(tǒng)失去電源。

2）定期進(jìn)行傳動(dòng)試驗(yàn)，保證二次回路的正確性

必須定期對(duì)繼電保護(hù)裝置調(diào)校，檢查各種信號(hào)指示，定期進(jìn)行傳動(dòng)試驗(yàn)，確保二次回路接線的正確性。新設(shè)備投運(yùn)，必須檢查圖紙要與實(shí)際布線一致。在進(jìn)行二次回路改造時(shí)，要嚴(yán)格審核，一定要避免造成“寄生回路”。改造完成后，必須同步對(duì)圖紙進(jìn)行更新。

3）定期TA、TV 二次回路檢查

保護(hù)屏每個(gè)部件，控制面板和接線端子的螺釘緊固必須作為日常任務(wù)來實(shí)施。尤其應(yīng)定期檢查TA、TV 二次回路，確保接線緊固、正確，有且只有一點(diǎn)接地。并且用繼電保護(hù)測(cè)試儀整組測(cè)試輸入的電壓和電流，保證繼電保護(hù)裝置的采樣精度。TA、TV 是繼電保護(hù)裝置的輸入，一旦出現(xiàn)問題，所有的保護(hù)都將失去意義。

4）定期保護(hù)定值檢查

保護(hù)定值是保護(hù)動(dòng)作的依據(jù)，是動(dòng)作與否的門檻，必須加強(qiáng)對(duì)保護(hù)定值的管理，設(shè)置合理的權(quán)限，無關(guān)人員禁止改動(dòng)保護(hù)定值和壓板。根據(jù)電力系統(tǒng)的變化情況，要適時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行短路計(jì)算，合理配置投入的保護(hù)類型，計(jì)算適合的保護(hù)定值。并且定期對(duì)保護(hù)定值和保護(hù)壓板進(jìn)行核查，防止誤操作。

四、電氣繼電繼電保護(hù)裝置故障檢修

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的故障處理方法

1） 短路法。短路法主要適用于電磁鎖異常、電氣線路的開路狀態(tài)障礙、調(diào)節(jié)繼電器不能正常工作等狀況，短路法是在障礙設(shè)備的兩端連接導(dǎo)線，進(jìn)行人為短路的操作，在短路操作之后如果電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況仍然正常，那么就能夠確定在短路區(qū)域內(nèi)發(fā)生了設(shè)備故障，然后按照同樣的方法對(duì)不同區(qū)域進(jìn)行逐一排查，最終找到發(fā)生故障的區(qū)域并及時(shí)將其解決。

2） 開路法。所謂“開路法”就是將某些接口或電路中某個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)斷開，通過觀察斷開后繼電保護(hù)裝置的反映，從而確定故障范圍或故障點(diǎn)的一種方法。開路法適用于電氣多支路交聯(lián)電路，將各支路逐步的從電路中斷開，再逐步的通電試驗(yàn)，分段分析，一步步縮小故障范圍，確定故障點(diǎn)，排除故障。

3） 觀察法。相關(guān)工作人員應(yīng)該全面地掌握繼電保護(hù)裝置的工作流程和思想，這樣在其發(fā)生故障時(shí)能夠快速確定發(fā)生故障的范圍，然后再觀察這些部件是否能正常運(yùn)行，從而最終確定發(fā)生故障的部件。在維護(hù)繼電保護(hù)裝置的時(shí)候，應(yīng)該通過觀察其形狀、外觀等來確定其是運(yùn)行狀況是否正常。對(duì)可能發(fā)生故障的元器件確認(rèn)其是否有發(fā)焦發(fā)黃或者燒糊的情況，也可以用手感覺元器件上的溫度是否正常，通過這些方式都可以快速確定發(fā)生故障的元件并及時(shí)將其更換，從而有效地排出了故障。

4） 替換法。相關(guān)工作人員在找到發(fā)生故障的元器件之后，如果這些元器件的拆裝比較方便，那么就可以直接用同樣型號(hào)的元器件將其替換，替換法是一種常見的處理故障的方法。對(duì)于個(gè)別回路比較復(fù)雜的繼電保護(hù)裝置，可以通過用備用元器件將可能存在故障的元器件替換掉的方法來進(jìn)行故障排除，使排查范圍逐步縮小，若故障消除就能夠確定該元器件是故障器件，反之則需要進(jìn)一步排查。

結(jié)語：合理應(yīng)用繼電保護(hù)能夠切實(shí)有效的提高生產(chǎn)效率，減少電力安全事故的發(fā)生幾率，一旦電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，繼電保護(hù)能夠準(zhǔn)確的將故障切除，防止事故的進(jìn)一步擴(kuò)大。繼電保護(hù)裝置的實(shí)際情況是復(fù)雜的，在實(shí)際工作過程中會(huì)遇到較多的困難，需要長(zhǎng)期積累相關(guān)經(jīng)驗(yàn)才能保證電力繼電保護(hù)裝置處于良好的工作狀態(tài)，達(dá)到保護(hù)電力系統(tǒng)安全的效果。

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