500kV變電站繼電保護(hù)故障及解決對(duì)策

國(guó)網(wǎng)福建電力檢修分公司 林 煒

隨著電力行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，500kV變電站的使用規(guī)模不斷擴(kuò)大，不僅可提升電力資源運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，還可最大限度地滿足電力行業(yè)的運(yùn)行需求?？紤]到500kV變電站繼電保護(hù)的特殊性，在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中往往會(huì)受到運(yùn)維、檢修等環(huán)節(jié)的影響而提升繼電保護(hù)故障出現(xiàn)的概率。因此在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)500kV變電站繼電保護(hù)故障的解決，從而為電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

1 繼電保護(hù)分析

電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中往往具有相對(duì)復(fù)雜的組織架構(gòu)，這會(huì)在一定程度上提升運(yùn)行狀態(tài)把控的難度，同時(shí)對(duì)相應(yīng)的專業(yè)技術(shù)也提出更高要求。繼電保護(hù)的開(kāi)展會(huì)涉及到發(fā)電系統(tǒng)、輸電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)等多個(gè)環(huán)節(jié)，其中還會(huì)包括較為復(fù)雜的子系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上為每一個(gè)環(huán)節(jié)的正常運(yùn)行提供保障，為用戶的用電安全奠定基礎(chǔ)。同時(shí)因電力系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，其中各個(gè)元件間往往都會(huì)存在一定的內(nèi)在聯(lián)系，因此如不具備完善的保護(hù)機(jī)制，一個(gè)元件出現(xiàn)故障很容易導(dǎo)致整個(gè)電力系統(tǒng)的癱瘓[1]。針對(duì)這樣的問(wèn)題，電力系統(tǒng)中使用的電力元件應(yīng)具備足夠安全性與穩(wěn)定性，最大限度避免因元件發(fā)生故障而對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。在元件出現(xiàn)故障時(shí)需第一時(shí)間針對(duì)故障點(diǎn)存在的問(wèn)題進(jìn)行處理，并及時(shí)檢查電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，避免正常用電受到影響。

實(shí)際上，電力系統(tǒng)元件出現(xiàn)故障是難以避免的，因此電力系統(tǒng)故障維修人員也需具備較高的綜合素質(zhì)與應(yīng)急能力，從而確?？杉皶r(shí)完成故障定位并落實(shí)有針對(duì)性的處理措施。值得注意的是，故障處理的效率與時(shí)間將會(huì)在很大程度上影響到元件的損毀程度，處理得越慢元件受損程度也就越深，因此相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)盡可能提升維修效率，避免對(duì)電力系統(tǒng)造成二次傷害。由此可得出，繼電保護(hù)工作實(shí)際上就是通過(guò)相關(guān)功能設(shè)備來(lái)保證在最短的時(shí)間內(nèi)對(duì)電力系統(tǒng)中存在的故障問(wèn)題進(jìn)行定位、診斷與修復(fù)，以保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行[2]。

2 500kV變電站繼電保護(hù)中存在的主要故障

絕緣干擾故障。在繼電保護(hù)裝置運(yùn)行過(guò)程中需實(shí)施一定的防護(hù)和隔絕，通常會(huì)采用相應(yīng)的絕緣材料加以防護(hù)[3]。但經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，很多絕緣材料沒(méi)有進(jìn)行及時(shí)的維護(hù)與更換，從而導(dǎo)致老化、破損等問(wèn)題的出現(xiàn)，引發(fā)絕緣干擾故障。首先在潮濕的環(huán)境下繼電保護(hù)很有可能難以發(fā)揮其應(yīng)有作用，同時(shí)還會(huì)引發(fā)短路故障，限制電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性；其次在繼電保護(hù)裝置中會(huì)有一部分元件容易受到電磁干擾，因此如沒(méi)有在該環(huán)境下做好防護(hù)措施就會(huì)很容易受到強(qiáng)烈電磁干擾而無(wú)法正常運(yùn)行，整體保護(hù)機(jī)制的安全性和穩(wěn)定性也會(huì)受到不利影響；隨著使用時(shí)間的增加，繼電保護(hù)設(shè)備還會(huì)因?yàn)榻^緣性能降低而引發(fā)設(shè)備故障，最終影響保護(hù)設(shè)備的正常使用。

互感器二次回路故障。在繼電保護(hù)裝置運(yùn)行過(guò)程中，其作用的發(fā)揮會(huì)在很大程度上受到電壓互感器二次回路運(yùn)行情況的影響，一旦其存在安全性以及穩(wěn)定性方面的問(wèn)題，就會(huì)大大提升電網(wǎng)系統(tǒng)電力故障出現(xiàn)的概率。結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況看，電壓互感器二次回路存在的問(wèn)題主要包括：中性點(diǎn)接地方式問(wèn)題。發(fā)生該情況會(huì)導(dǎo)致互感器二次回路出現(xiàn)十分明顯的異常；電壓不穩(wěn)定問(wèn)題。會(huì)對(duì)電壓回路的正常運(yùn)行產(chǎn)生直接影響，并逐步降低繼電保護(hù)裝置判斷的準(zhǔn)確性。

繼電器觸點(diǎn)故障。在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中各設(shè)備間往往存在著十分緊密的聯(lián)系，因此只有保證各個(gè)設(shè)備的良好配合，才可確保整體系統(tǒng)的正常運(yùn)行。繼電器在整體系統(tǒng)中起到十分關(guān)鍵的作用，因此其運(yùn)行頻次相較于其他設(shè)備也會(huì)更高一些，這就會(huì)在很大程度上導(dǎo)致運(yùn)行觸點(diǎn)故障的發(fā)生。結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況看，引發(fā)該故障出現(xiàn)的主要元素包括觸點(diǎn)材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、觸點(diǎn)環(huán)境條件較差、觸點(diǎn)負(fù)荷量超出承受范圍以及受到的電量過(guò)多等，一旦出現(xiàn)以上情況就會(huì)造成繼電器觸點(diǎn)的粘連，在嚴(yán)重時(shí)還會(huì)進(jìn)一步影響到相鄰的觸點(diǎn)，最終造成繼電器出現(xiàn)故障。

絕緣器件故障。繼電保護(hù)裝置內(nèi)部具有著十分突出的精密性與復(fù)雜性，因此在設(shè)備與線路的布置上也是比較集中的。在這樣的情況下，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后就很容易累積大量靜電以及設(shè)備周圍會(huì)出現(xiàn)大量灰塵，進(jìn)而會(huì)在很大程度上限制設(shè)備性能的正常運(yùn)行。與此同時(shí)，在出現(xiàn)絕緣器件故障時(shí)還會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置不能在第一時(shí)間發(fā)出反應(yīng)，甚至還可能會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤指令。

3 500kV變電站繼電保護(hù)故障的有效解決對(duì)策

3.1 細(xì)化線路維護(hù)方案

500kV線路保護(hù)在變電站繼電保護(hù)工作中發(fā)揮了十分關(guān)鍵的作用，為確保保護(hù)作用的穩(wěn)定實(shí)施，在其中應(yīng)設(shè)立完善的獨(dú)立完整保護(hù)裝置以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在開(kāi)展集成線路保護(hù)時(shí)應(yīng)充分實(shí)現(xiàn)主保護(hù)與后備保護(hù)的有機(jī)結(jié)合，以最大限度地提高電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的傳輸效率，并為后續(xù)的信號(hào)保護(hù)工作提供參考。在這樣的情況下，應(yīng)針對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行情況配置完善保護(hù)方案并完成對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的采樣。與此同時(shí)，在對(duì)雙重化配置方案展開(kāi)落實(shí)時(shí)應(yīng)注重掌握單元優(yōu)勢(shì)，如，在變電站系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)就需通過(guò)電壓互感器等設(shè)備完成電流、電壓等的采集工作，以保證數(shù)據(jù)分析的有效性。此外在進(jìn)行母線保護(hù)時(shí)，如出現(xiàn)失靈啟動(dòng)的問(wèn)題就需在故障問(wèn)題分析中對(duì)變電系統(tǒng)傳輸方案展開(kāi)分析，促進(jìn)線路保護(hù)有效性的有效提升。

3.2 針對(duì)特殊設(shè)備設(shè)定明確的保護(hù)要求

針對(duì)500kV變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)實(shí)施相關(guān)保護(hù)時(shí)應(yīng)明確特殊設(shè)備的具體要求，并有效落實(shí)相應(yīng)的技術(shù)方案。在直流電源設(shè)置過(guò)程中應(yīng)有效落實(shí)雙重保護(hù)系統(tǒng)，并有效通過(guò)合并單元、職能終端等實(shí)現(xiàn)電源的轉(zhuǎn)化，從而確保500kV變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在合并單元系統(tǒng)中應(yīng)充分注重相互性及電力性的提升，優(yōu)化電力保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量。在智能終端系統(tǒng)的維護(hù)中，應(yīng)針對(duì)500kV電路增強(qiáng)變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時(shí)在設(shè)置壓板保護(hù)裝置時(shí)加強(qiáng)主保護(hù)與后備保護(hù)的充分結(jié)合，進(jìn)而充分提高500kV變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用的穩(wěn)定性與可靠性。

3.3 加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)投入

在電路系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，整體性能的發(fā)揮及穩(wěn)定性的保障將會(huì)對(duì)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行效果產(chǎn)生直接影響。因此在進(jìn)行電力系統(tǒng)繼電保護(hù)工程時(shí)應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)的投入，從而有效提高設(shè)備運(yùn)行的整體性能，并針對(duì)其中存在的故障與問(wèn)題提出解決措施。然而，結(jié)合當(dāng)前實(shí)際情況看，雖然信息技術(shù)水平的提升給予繼電保護(hù)裝置更廣闊的發(fā)展空間，但也在很大程度上引發(fā)了不同設(shè)備間的差異問(wèn)題。因此在開(kāi)展變電站繼電保護(hù)前應(yīng)重點(diǎn)對(duì)設(shè)備類型加以審查，確保設(shè)備的質(zhì)量需求和性能可滿足系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際需求。在開(kāi)展繼電保護(hù)裝置安裝時(shí)還應(yīng)有效明確其安裝流程和安裝標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)安裝過(guò)程中具體的時(shí)間等進(jìn)行記錄，為后續(xù)設(shè)備到期更換等提供參考與支持。在繼電保護(hù)裝置實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中還需定期做好設(shè)備養(yǎng)護(hù)工作，進(jìn)而最大限度避免元件老化及脫落問(wèn)題對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量造成不利影響。

3.4 落實(shí)完善的檢測(cè)與維修制度

提升繼電保護(hù)裝置運(yùn)行質(zhì)量是避免故障發(fā)生的重要手段，因此在采購(gòu)相關(guān)電子元件時(shí)應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)其質(zhì)量的檢驗(yàn)，并充分按照設(shè)計(jì)要求完成產(chǎn)品的選擇。只有對(duì)產(chǎn)品規(guī)格、型號(hào)及各方面技術(shù)參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)才能確保其運(yùn)行質(zhì)量得到保障。針對(duì)采購(gòu)人員還可建立完善的崗位責(zé)任制，一旦出現(xiàn)電子元件質(zhì)量問(wèn)題就應(yīng)及時(shí)追究采購(gòu)人員責(zé)任，以保證采購(gòu)工作的嚴(yán)格開(kāi)展，同時(shí)還可進(jìn)一步降低后期運(yùn)行中出現(xiàn)故障的概率。為提高繼電保護(hù)運(yùn)行效率，還需在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)一步落實(shí)完善的檢修維護(hù)制度，同時(shí)保證對(duì)裝置類型、外部環(huán)境、檢修周期、檢修方式等因素展開(kāi)綜合考量。

此外，還應(yīng)針對(duì)電力系統(tǒng)檢修維護(hù)人員開(kāi)展定期或不定期培訓(xùn)，一方面有助于提升其專業(yè)技術(shù)水平，另一方面還可促進(jìn)其安全意識(shí)與質(zhì)量意識(shí)的提升，增強(qiáng)對(duì)機(jī)電設(shè)備檢修維護(hù)工作的重視程度。在實(shí)際開(kāi)展檢修維護(hù)工作時(shí)，可針對(duì)各環(huán)節(jié)有效落實(shí)事先檢修、事中檢修及事后檢修，并結(jié)合具體運(yùn)行情況對(duì)檢修方式進(jìn)行調(diào)整，從而在保證檢修效率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)成本投入的最小化。還可將全壽命周期管理制度引入到繼電保護(hù)裝置運(yùn)行管理中，進(jìn)而從采購(gòu)、安裝、使用、檢修、報(bào)廢等多環(huán)節(jié)入手，從根源上提升繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。