繼電保護(hù)故障診斷及處理對(duì)策

蘇春鎖　劉喬?！∫罂?/p>

摘要：當(dāng)前，隨著人們經(jīng)濟(jì)水平的逐步提升，越來越關(guān)注到電力系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行問題，在此過程中，正確對(duì)于繼電保護(hù)故障進(jìn)行診斷，并提出有針對(duì)性的措施則具有明顯的意義。如果電廠不加以重視這方面的問題，就不會(huì)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的電力系統(tǒng)的高效運(yùn)行目標(biāo)，自然就降低了電廠的安全運(yùn)行的可靠性。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù);故障診斷;處理對(duì)策

繼電保護(hù)的質(zhì)量與電力系統(tǒng)的整體運(yùn)行具有密切關(guān)系，直接影響到電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。繼電保護(hù)裝置能將電力系統(tǒng)設(shè)備的工作狀態(tài)反映出來，及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)不正常的設(shè)備并切除電力系統(tǒng)故障，將故障對(duì)電力系統(tǒng)的影響降到最低。因此，對(duì)繼電保護(hù)的故障及維修技術(shù)進(jìn)行探討具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置分析

電力系統(tǒng)運(yùn)行中電力繼電保護(hù)裝置發(fā)揮著重要作用，當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)，繼電保護(hù)裝置可以及時(shí)判斷故障原因并采取具體措施，并將命令及時(shí)下達(dá)給故障所在位置附近的斷路器，將故障位置與系統(tǒng)隔離出來，最大程度降低問題影響，確保其余部分正常運(yùn)行。同時(shí)繼電保護(hù)裝置可以實(shí)時(shí)監(jiān)控電力系統(tǒng)運(yùn)行，保證系統(tǒng)處于正常運(yùn)行，避免故障影響整個(gè)系統(tǒng)，并及時(shí)采取解決措施。系統(tǒng)監(jiān)控過程中分心電力系統(tǒng)運(yùn)行，并將問題及時(shí)反饋給管理人員，保證管理人員全面掌握電力系統(tǒng)情況，出現(xiàn)問題后最快速度解決。

2電力繼電保護(hù)裝置的功能

2.1保證電力系統(tǒng)運(yùn)行安全

當(dāng)電力系統(tǒng)在運(yùn)行中有異常狀況發(fā)生時(shí)，電力繼電保護(hù)裝置可以快速精確地發(fā)出切斷指令，隔離故障部位，同時(shí)發(fā)布警報(bào)，保證其余設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。該裝置還可以對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測與控制，保障電力系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.2自動(dòng)分析電力系統(tǒng)異常狀況并發(fā)布指令

當(dāng)電力系統(tǒng)在運(yùn)行中有異常狀況發(fā)生時(shí)，電力繼電保護(hù)裝置會(huì)自動(dòng)檢測并且分析發(fā)生異常的原因，快速準(zhǔn)確地判定故障出現(xiàn)的部位及故障原因。電力繼電保護(hù)裝置一旦發(fā)現(xiàn)異常，即發(fā)布警報(bào)信號(hào)，提示工作人員進(jìn)行故障設(shè)備檢修和相關(guān)處理。若無人值班，繼電保護(hù)裝置會(huì)自動(dòng)發(fā)布指令進(jìn)行調(diào)整，選擇性摘除異常的故障設(shè)備或者元件，保證電力系統(tǒng)安全平穩(wěn)地運(yùn)轉(zhuǎn)。如果沒有這套裝置，一個(gè)小故障可能會(huì)產(chǎn)生大損失，嚴(yán)重者導(dǎo)致整個(gè)電網(wǎng)生產(chǎn)傳輸系統(tǒng)癱瘓。

3電力繼電保護(hù)的故障診斷方法及技術(shù)原理

3.1基于小電流接地系統(tǒng)的故障診斷方法

如果出現(xiàn)了小電流接地系統(tǒng)單相接地的狀況，電壓與電流在接地點(diǎn)的前后向支路和正常的支路都會(huì)出現(xiàn)異于正常運(yùn)行的特點(diǎn)，接地線路附近的電磁場同時(shí)產(chǎn)生變化，因此可以利用電磁場是否又變來判斷單相接地故障的故障位置。具體的做法是首先對(duì)小電流接地系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)態(tài)分析。試驗(yàn)正常支路和故障支路的故障點(diǎn)探測，得到相應(yīng)的參數(shù)，在對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析，可得出故障狀態(tài)下，各支路零序電壓電流及功率的特點(diǎn)。之后對(duì)各線路四周的電磁場做仿真探測，得出三相電壓和零序電壓與電流形成的電磁場有替代性，然后利用得出的諧波電流電壓產(chǎn)生的電磁場探測故障點(diǎn)并進(jìn)行定位。通過建立數(shù)學(xué)模型，仿真得出故障時(shí)的電流暫態(tài)信號(hào)。對(duì)該信號(hào)做小波分解，得出支路正常運(yùn)行與發(fā)生故障時(shí)的電流能量時(shí)譜，然后利用該信號(hào)的瞬時(shí)特征和頻帶特征量，能夠識(shí)別判定出故障支路和故障接地相。

3.2綜合故障分析系統(tǒng)的繼電保護(hù)和檢測方法

第一種方法是網(wǎng)絡(luò)化。將涉及到的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行串聯(lián)、縱聯(lián)，然后利用主站統(tǒng)一管理，同時(shí)將提供了通信方面的支持，如上傳故障數(shù)據(jù)、處理與通訊等。第二種是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的理論基礎(chǔ)是生物神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法及模糊邏輯等技術(shù)，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擁有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)以及模式識(shí)別的能力、將信息分布存儲(chǔ)并將其進(jìn)行并行處理等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中能夠迅速判斷出發(fā)生故障的類型，確定發(fā)生故障的距離，從而對(duì)電力系統(tǒng)中的主設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。第三種是自適應(yīng)控制。利用自適應(yīng)控制繼電保護(hù)可以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，同時(shí)根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)的變化調(diào)整自身的保護(hù)性能和特性，很大程度上改善了繼電保護(hù)裝置的保護(hù)性能，提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性。

4繼電保護(hù)裝置故障處理措施

4.1引入?yún)⒄諏?duì)比法

參照處理方法主要是比較問題裝置和正常裝置之間的差異，并通過比較找出問題發(fā)生的位置。此方法在主要在連接線誤錯(cuò)和定值校驗(yàn)中使用較頻繁，而特定的使用條件主要包含以下幾種。（1）當(dāng)電力系統(tǒng)進(jìn)行線路改造或裝置更換時(shí)，如果設(shè)備無法完成相關(guān)工作，就可以利用這種方式進(jìn)行維護(hù)。更換開關(guān)后，如果其還不能正常運(yùn)行，很可能是因?yàn)槎谓泳€錯(cuò)誤，這時(shí)就還可以利用對(duì)比相鄰線路的方法進(jìn)行尋找。（2）在定值校驗(yàn)時(shí)，如果繼電器檢測的數(shù)值與其整定值存在很大出入，不能盲目認(rèn)為產(chǎn)生這一故障的主要原因是繼電器的性能存在問題，需要先調(diào)整繼電器的校準(zhǔn)值，進(jìn)行校準(zhǔn)處理。如果再次發(fā)生這種情況，可以用其他繼電器對(duì)同一位置進(jìn)行測量，如果沒有問題，就表示是測量表的問題，只需要更換繼電器就能解決問題。

4.2熔斷器保護(hù)措施

在研究DG對(duì)熔斷器的影響之前，先對(duì)熔斷器保護(hù)的原理進(jìn)行簡單的介紹。在分支電路上，通過較大的不允許電流時(shí)，在熔斷器位置會(huì)出現(xiàn)較多的熱量。這些熱量會(huì)跟電流的大小以及持續(xù)的時(shí)間成正比，當(dāng)熱量到達(dá)一定程度時(shí)，熔體或者熔絲由于熱量的影響會(huì)發(fā)生熔斷，從而切除故障線。當(dāng)出現(xiàn)單側(cè)電源故障時(shí)，熔斷器能夠及時(shí)對(duì)電源進(jìn)行切斷，通過實(shí)驗(yàn)表明，這主要是由于熔斷器距離故障點(diǎn)較近導(dǎo)致，而距離較遠(yuǎn)的熔斷器不會(huì)發(fā)生熔斷?？梢娙蹟嗥髂J(rèn)使用就近原則對(duì)分支線路進(jìn)行保護(hù)，所以保護(hù)線路的響應(yīng)時(shí)間也比較短。分布式發(fā)電接入對(duì)熔斷器的影響可以在下面的實(shí)例中得到體現(xiàn)。設(shè)定配電網(wǎng)中存在著兩個(gè)分支線路，分別為1和2。并且兩個(gè)分支線路分別存在的故障點(diǎn)為K1和K2。故障點(diǎn)K1連接較近的熔斷器F1，與F1具有合作關(guān)系的熔斷器為F2。此時(shí)在分支線路2上接入DG，如果K1發(fā)生故障時(shí)，分支線路2中的DG與系統(tǒng)側(cè)電源同時(shí)向K1點(diǎn)進(jìn)行故障電流供應(yīng)，進(jìn)而對(duì)故障進(jìn)行消除。只是故障消除的同時(shí)也破壞了熔斷器F1與熔斷器F2之間的合作關(guān)系，就近性原則得不到實(shí)現(xiàn)。由于熔斷器對(duì)反向故障電流不能及時(shí)識(shí)別，當(dāng)電流過大且持續(xù)時(shí)間較長時(shí)，會(huì)導(dǎo)致熔斷器的損壞。

4.3引入設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)

通過統(tǒng)計(jì)研究，在繼電保護(hù)裝置管理檢修中使用設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)能夠有效降低安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，同時(shí)在工作中對(duì)變電設(shè)備和運(yùn)維人員的安全進(jìn)行保護(hù)。在傳統(tǒng)檢修過程中，運(yùn)維人員由于工作強(qiáng)度高、工作量較大，因此容易出現(xiàn)疲勞作業(yè)的情況，導(dǎo)致工作效率的降低，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致事故的發(fā)生，存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。使用設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)可以大大緩解這一問題，通過降低繼電保護(hù)裝置管理的工作量來降低安全風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的幾率。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測變電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)對(duì)于制定生產(chǎn)計(jì)劃具有重要的輔助作用，從而保證檢修頻率的合理性。為進(jìn)一步保證電力企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃的科學(xué)性和合理性，設(shè)備狀態(tài)檢測技術(shù)還需要跟變電設(shè)備治理工作進(jìn)行結(jié)合，通過對(duì)設(shè)備狀態(tài)和檢測結(jié)果的統(tǒng)一分析，保證相關(guān)措施的科學(xué)性和合理性，從而進(jìn)一步提高繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的質(zhì)量和檢修的效率。由于使用設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)可以明顯降低運(yùn)維工作人員的工作量，從而降低設(shè)備停電的次數(shù)，對(duì)于電路系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性起到重要的保障作用。另外降低人員參與，還能有效降低線損，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源、降低成本的目的。

結(jié)論

綜上所述，隨著電力系統(tǒng)中逐步應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)、智能化技術(shù)，通過不斷優(yōu)化繼電保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，確保內(nèi)部程序協(xié)調(diào)，為電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行塑造一個(gè)良好的內(nèi)外環(huán)境。本文中詳細(xì)分析電力系統(tǒng)機(jī)電保護(hù)的重要性，全面探討裝置故障原因，給出具體完善措施。

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