煉化企業(yè)常用繼電保護故障原因分析及處理措施

張鴻晟

（中國石油克拉瑪依石化有限責(zé)任公司，新疆克拉瑪依 834003）

0 引言

繼電保護裝置是保證電力系統(tǒng)正常運行的核心部分，如何快速有效對電力系統(tǒng)繼電保護的故障進行處理，成為當(dāng)前電力工作者需要解決的緊迫問題[1]。近年來，隨著電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行和不斷發(fā)展給國民經(jīng)濟和社會發(fā)展帶來了巨大的動力和效益。但是，若發(fā)生故障，將帶來嚴(yán)重后果。繼電保護（包括安全自動裝置）就是保障電力設(shè)備安全和防止及限制電力系統(tǒng)長時間大面積停電的最基本、最重要、最有效的技術(shù)手段[2]。

1 繼電保護存在的意義

電力系統(tǒng)的組成元件數(shù)量多，結(jié)構(gòu)各異，運行情況復(fù)雜，覆蓋地域遼闊。因此，受自然條件（如雷擊、倒塔）、設(shè)備（如內(nèi)部過電壓）及人為因素（如運行人員誤操作、外力破壞）的影響，電力系統(tǒng)會發(fā)生各種故障和不正常運行狀態(tài)[3]。其中，最為常見、危害最大的故障就是各種形式的短路。在每一個電氣設(shè)備上，繼電保護裝置裝用來避免故障和不正常運行情況，從而有效、自動地處理事故。

2 煉化企業(yè)常用繼電保護類型

（1）根據(jù)保護功能可分為異常運行與短路故障保護。

（2）根據(jù)被保護對象可分為輸電線與主設(shè)備保護。

（3）根據(jù)保護裝置運算處理信號量及分類實施比較，分為數(shù)字式與模擬式保護。

（4）根據(jù)保護動作原理分為過電流、差動、過電壓保護、低電壓、高頻（載波）、距離保護等保護。

繼電保護最核心的目的是用來檢測電流系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障或者異常狀況，從而發(fā)出報警信號，或直接隔離或切除故障部分的一項關(guān)鍵舉措。繼電保護裝置是對運行中的電力系統(tǒng)設(shè)備和線路進行監(jiān)視，以檢測在一定范圍內(nèi)是否有事故或異常情況，并能發(fā)出信號自動裝置或跳閘命令。研究可能危及安全運行的異常情況以及電力系統(tǒng)故障，從而探討繼電保護反事故自動化措施的相應(yīng)處理對策。

3 常用繼電保護故障原因

3.1 開關(guān)設(shè)備故障

繼電保護裝置在正常運行過程中，如果繼電保護裝置與電力系統(tǒng)之間的匹配出現(xiàn)或者存在問題，那么一定會導(dǎo)致開關(guān)設(shè)備出現(xiàn)故障，對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行產(chǎn)生較大的影響。根據(jù)以往電力系統(tǒng)的建設(shè)情況來看，電力輸送都是憑借配電變壓器進行的，所以開關(guān)設(shè)備正常運行對其而言意義重大，因此應(yīng)對開關(guān)設(shè)備嚴(yán)格要求。但是實際使用過程中部分變電站的開關(guān)設(shè)備缺乏自動化功能等，特別容易出現(xiàn)設(shè)備運行超負(fù)荷類故障，在某站很大程度上影響了開關(guān)設(shè)備的正常運行。

3.2 設(shè)備運行故障

在運行過程中，電力系統(tǒng)繼電保護裝置故障頻頻出現(xiàn)的主要原因有：①設(shè)備持續(xù)運行降低靈敏度進而出現(xiàn)設(shè)備損壞及設(shè)備不斷老化等問題；②主變差動保護開關(guān)拒合；③二次電壓回路問題，因為它會對電壓互感器的運行性能產(chǎn)生較大影響，如果不能及時處理問題，就會影響二次回路的正常運行，導(dǎo)致繼電保護故障率顯著增加。

3.3 元件損害故障

安裝電力機電保護裝置時會用到很多配置與元件，需要嚴(yán)控其質(zhì)量，以降低設(shè)備故障問題的發(fā)生。電力系統(tǒng)繼電保護裝置中原件不斷損壞、故障，會嚴(yán)重影響裝置的靈敏性，影響裝置的整體效用，最終對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行產(chǎn)生十分不利的影響。

4 常用繼電保護故障處理措施

4.1 設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)

在繼電保護裝置故障處理過程中，設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)可以有效減少工作風(fēng)險，保障相關(guān)工作人員的生命安全、保護變電設(shè)備。以前在開展繼電保護設(shè)備的檢修過程中，電氣工作人員不僅工作強度較高，而且隨時面臨著諸多安全風(fēng)險，一旦在某一工作環(huán)節(jié)中出現(xiàn)不必要的失誤，將會造成安全事故，危及現(xiàn)場工作人員的生命安全。因此，亟需將設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)引入繼電保護故障處理中，通過對變電設(shè)備運行情況進行實時有效監(jiān)測，再結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果制定一系列科學(xué)合理的生產(chǎn)計劃，使設(shè)備檢修工作的頻次更加合理，電氣運維人員的生命安全也得到了保障。

4.2 電路拆除法

電路拆除法其實就是拆除主要存在的電路，排除里面的故障點它也是一類維護電氣繼電保護系統(tǒng)的重要有效舉措。串聯(lián)電路中如果有一個地方發(fā)生故障，則整個電路都會受到影響，電器之間相互作用，可以逐個排除故障，如果其中一個被拆下且沒有電流流過其他電器，則故障發(fā)生之處已找到。而并聯(lián)電路的故障位置電器間互不影響，這一特點可視為保護電路的主要方法。

4.3 設(shè)備參照處理技術(shù)

在處理電路系統(tǒng)繼電保護故障時，利用設(shè)備參照處理技術(shù)可最快找到故障位置，從而分析故障，然后應(yīng)用切實可行的舉措來處理。簡言之，比較分析故障設(shè)備和正常運行的設(shè)備，然后對繼電保護裝置的故障位置進行確定，從而使后續(xù)故障處理工作有據(jù)可依。例如，在對電力系統(tǒng)的回路進行更換時，需要認(rèn)真觀察二次接線后的運行狀況，一旦二次回路處在優(yōu)質(zhì)的運行狀態(tài)則可應(yīng)用同樣的設(shè)備，相反就需要更換設(shè)備。更換設(shè)備后，如果不能確保開關(guān)正常運行，則就證明有故障存在二次接線中，為此應(yīng)進行及時處理。利用該技術(shù)能夠更好地提升故障處理效率，確保電力工作人員在面對各類故障問題時能夠快速有效地進行處理，對癥下藥。

4.4 設(shè)備置換處理法

設(shè)備置換處理是一種常見的故障處理技術(shù)，在繼電保護故障處理中的應(yīng)用效果良好，不僅能高效處理設(shè)備故障問題，還可以明顯提升故障處理的總體效率。在具體應(yīng)用中，主要是在判斷某一設(shè)備運行異常時用同一臺設(shè)備進行更換，然后對問題設(shè)備中各部件的性能實施評估，把設(shè)備故障控制在最小范圍內(nèi)。該方法的原理主要是：置換可能發(fā)生故障問題的設(shè)備元件，當(dāng)其中一點繼電保護裝置恢復(fù)正常運行狀態(tài)，則說明元件內(nèi)部有故障存在；置換完成后，若該電路系統(tǒng)繼電保護裝置仍處在停止運行種或異常運行時，就需要對其他部件進行排查，判斷其否有故障存在。

4.5 故障排查處理技術(shù)

為了快速有效處理繼電保護故障，務(wù)必充分利用處理技術(shù)和故障診斷，其目的主要是對繼電保護裝置中的故障點進行詳細(xì)檢查，避免盲目大面積查找故障，造成效率低下，因此通過對故障點檢查就能有效找出繼電保護裝置的故障位置，便于及時處理繼電保護故障，節(jié)省時間，提高效率。如果繼電保護裝置串聯(lián)節(jié)點經(jīng)常出現(xiàn)故障，則對該部分進行故障診斷，采用多用表點閉鎖分區(qū)進行故障分析，檢測出故障位置，并根據(jù)多用表保護屏給出的信號確定故障位置。同時，電位測量法對故障點的分析和確定有很好的效果，可以檢測出二次回路中的電壓和電流，找出各節(jié)點存在的問題，能更合理地分析交換機設(shè)備故障的原因。對于交流電路故障的處理，可以采用負(fù)載檢測法對故障進行分析。確定故障點之后，第一時間采取有效措施進行處理，以確保整個系統(tǒng)正常運行。故障排除流程如圖1 所示。

圖1 故障排除處理技術(shù)流程

5 結(jié)語

電氣系統(tǒng)的安全運行，不可或缺的就是電氣繼電保護裝置，所以需要對其加以重視，只有對其與系統(tǒng)進行持續(xù)的強化檢測與維護，并應(yīng)用合理的技術(shù)預(yù)防與排查其中常見的部分故障，才能夠最大限度降低故障風(fēng)險概率。在日常維護工作中還也需要持續(xù)提升維修技術(shù)水平，強化工作人員的專業(yè)技能，使其更具責(zé)任心，有效應(yīng)用信息化技術(shù)，提升預(yù)防與排查風(fēng)險能力，最終確保電氣繼電保護系統(tǒng)與裝置高效、順利、平穩(wěn)運行，保證電力系統(tǒng)的安全運行，為所屬煉化企業(yè)創(chuàng)造一定的經(jīng)濟價值以及社會效益。