電力系統(tǒng)繼電保護的故障分析及處理方法探討

孔茗

國網(wǎng)江蘇省電力有限公司鎮(zhèn)江供電分公司 江蘇 鎮(zhèn)江 212000

引言

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國已經(jīng)成為一個綜合國力較為強大的國家，電力資源的發(fā)展非常迅速，也為國家發(fā)展做出了巨大的貢獻，對于社會生產(chǎn)和人民群眾的日常生活都產(chǎn)生了一定的影響。電力系統(tǒng)對社會生產(chǎn)的發(fā)展具有一定的推動作用，繼電保護設(shè)備維持著電力系統(tǒng)的正常運行，所以要對繼電保護重視起來，除了日常維護外，還要定期對各種設(shè)備進行檢查，對設(shè)備有一個全方面的了解，對存在的隱患要及時解決。本篇文章對繼電保護的故障方面進行分析，并提出了一些處理的方法。

1 常見的故障分析

1.1 繼電保護裝置的質(zhì)量

繼電保護裝置的質(zhì)量決定了繼電保護的作用時間的長短，同時對于設(shè)備運行過程的穩(wěn)定性有著很大的影響，繼電保護設(shè)備的質(zhì)量對電力系統(tǒng)來說是很重要的，如果質(zhì)量不過關(guān)就不能夠保證電力系統(tǒng)的正常工作，還會降低電力系統(tǒng)的安全性，對社會生產(chǎn)和群眾日常生活造成影響，因此繼電保護裝置的質(zhì)量就很重要，對于電力單位和相關(guān)工作人員來說就要進行嚴格的檢測確保質(zhì)量問題。

1.2 開關(guān)設(shè)備

對于一些開關(guān)設(shè)備來說對于設(shè)備的運行氣大了決定作用，開關(guān)設(shè)備如果存在問題，那剩余的設(shè)備就會成為擺設(shè)，根本就起不到作用，連設(shè)備的開關(guān)都不能夠很好的控制，那么剩余的設(shè)備就不能很好的發(fā)揮他們的作用，發(fā)生故障后不能快速的關(guān)閉設(shè)備，這樣就會造成更加嚴重的影響，這樣造成的損失就會更大，這樣繼電保護裝置根本起不到作用，所以對于開關(guān)設(shè)備也要進行嚴格把關(guān)，這時繼電保護設(shè)備良好運行的基礎(chǔ)保障。

1.3 運行過程故障

在繼電保護設(shè)備的運行過程中，還會存在許多的故障問題，這些都是不可避免的，主要是因為繼電保護設(shè)備長時間的運行過程中導致某一部分的溫度過高，導致設(shè)備出現(xiàn)故障。電力系統(tǒng)的繼電保護裝置在實際的運行過程中主要體現(xiàn)在變差保護開關(guān)拒合，電壓互感器還會出現(xiàn)二次電壓回路的狀況，在實際的電力運行過程中電壓互感器內(nèi)的零件還會出現(xiàn)損失或者滑落的情況，因為電壓互感器是機電保護裝置最基礎(chǔ)的部分，如果電壓互感器出現(xiàn)了問題及會導致機電保護裝置不能很好地發(fā)揮作用，后續(xù)的裝置發(fā)揮不出原本的作用。

1.4 干擾絕緣因素

電力絕緣因素對于電力系統(tǒng)的繼電保護裝置會產(chǎn)能生很大的影響，在正常的情況下，電力保護裝置的外部都會包裹著絕緣皮，但是長年累月的使用就會導致外部的絕緣皮慢慢脫落，這樣在不良天氣下繼電保護裝置的安全就無法得到保障，所以要定期對繼電保護裝置的線路進行檢查，確保線路外部絕緣皮的完整，減少繼電保護裝置出現(xiàn)問題的可能。在繼電保護裝置中沒有連接抗干擾電容，這樣導線阻抗過小，周圍的磁場過大就會產(chǎn)生一定的影響[1]。

2 優(yōu)化措施分析

2.1 注重設(shè)備構(gòu)件質(zhì)量檢查

為確保繼電保護設(shè)備以及輔助設(shè)備運行穩(wěn)定可靠，在經(jīng)濟條件允許的條件下，應(yīng)盡可能選擇市場占有率高、設(shè)備先進、技術(shù)成熟、誤差較小、運行曲線較好的設(shè)備。同時更換相應(yīng)電力系統(tǒng)設(shè)備、增容擴建設(shè)備保留冗余，為電力系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、長時間運行奠定基礎(chǔ)。同時考慮到電力系統(tǒng)繼電保護組成部件繁多，可以實現(xiàn)繼電保護功能的主成之一——二次回路為重點，從電力系統(tǒng)繼電保護功能的測量部分、現(xiàn)場信號輸入部分、輸出執(zhí)行部分、邏輯判斷部分二次回路入手，結(jié)合繼電保護的功能要求，構(gòu)建狀態(tài)檢查體系，尋找各等級電壓操作、雷電的天氣對二次回路的影響。隨后以電力系統(tǒng)繼電保護基本回路——斷路器操作回路為對象，將傳統(tǒng)繼電保護的開關(guān)量、電氣量進行邏輯計算，隨后交由操作回路，促使操作回路轉(zhuǎn)變?yōu)榘鍓K化、小型化構(gòu)架。在這一構(gòu)架中，對電纜、元器件、節(jié)點等質(zhì)量進行檢查，避免電纜絕緣等因素導致的二次回路接地、斷路器誤動（或拒動）問題出現(xiàn)。可以將高壓側(cè)操作箱插件中二極管拆除，斷開保護跳閘回路II永跳啟動KS回路，將操作回路間寄生橋消除，避免兩段直流母線以任何形式發(fā)生電氣連接。同時由一組專用直流熔斷器供電的保護裝置控制變壓器差動保護、母線差動保護、斷路器失靈保護、發(fā)電機差動保護等斷路器。

2.2 完善保護原理

從保護原理視角入手，電力系統(tǒng)繼電保護主要是利用系統(tǒng)中元件發(fā)生不正常情況時的電壓、電流、頻率、功率等電氣量變化（或變壓器油箱內(nèi)故障時油流速度增大、瓦斯增多、油壓強度升高等），啟動繼電保護動作，包括測量部分及定值調(diào)整部分、執(zhí)行部分、邏輯部分等幾個部分。為了避免電力系統(tǒng)繼電保護的原理缺陷出現(xiàn)，技術(shù)人員應(yīng)在電力系統(tǒng)繼電保護設(shè)備增容擴建冗余設(shè)置的基礎(chǔ)上，嚴格依據(jù)繼電保護設(shè)備執(zhí)行模塊安裝運行規(guī)程及國家、行業(yè)標準，進行安裝過程監(jiān)督，避免隱患出現(xiàn)。如某電廠升壓變壓器主變繼電保護設(shè)備通信接口原設(shè)計為雙通道，但實際僅安裝單通道，導致長時間運行異常，嚴重威脅了繼電保護裝置可靠性。因此，為保證電力系統(tǒng)中繼電保護裝置穩(wěn)定、安全運行，應(yīng)嚴格依據(jù)國家行業(yè)標準或規(guī)范規(guī)程進行嚴格監(jiān)督。同時考慮到電力系統(tǒng)繼電保護邏輯部分保護整定值是繼電保護動作整齊開展的前提，應(yīng)將精確化方針落實到繼電保護計算過程、試驗步驟中。即在依據(jù)各設(shè)備性能曲線、相關(guān)參數(shù)制定整定值外，還需考慮對實際部分接線產(chǎn)生致誤差因素進行消除、核算，最大限度保障整定值設(shè)定負荷與現(xiàn)場生產(chǎn)狀況相符程度，避免因整定值設(shè)置誤差（十幾毫安）而產(chǎn)生的電氣設(shè)備誤動、據(jù)動事故。此外，考慮到電力系統(tǒng)極易因電位差、電磁感應(yīng)、靜電耦合侵擾而出現(xiàn)短路等多種類型故障，可以采取針對性維護措施。如為抑制電位差干擾，可以根據(jù)實際需求，補充銅排連接，保證一個電氣連接僅對應(yīng)一個接地點，最大限度降低各點出現(xiàn)概率較高的電位差；為抑制電磁感應(yīng)干擾，可以在電纜溝道布置時，盡量控制電纜溝道與一次載流導體成九十度，避免平行段長度過長導致的干擾電壓；為抑制靜電耦合干擾，可以采取增大耦合阻抗的方式，或者屏蔽電力系統(tǒng)繼電保護二次回路及其保護裝置的方式，減小分布電容，降低干擾電壓。

2.3 記錄故障問題的原因

在對繼電保護相關(guān)裝置實施綜合處理時，需基于實際情況進行全面判斷，及時對相關(guān)問題進行記錄用以后續(xù)的對比分析之用，特別是電壓互感器的二次故障相關(guān)問題，不僅要對其原因、影響因素等進行詳細記錄，同時要及時對錯接后的線路參數(shù)進行及時糾正，對連接的重點項目進行集中分析與判斷，從本質(zhì)上規(guī)避繼電保護相關(guān)故障的出現(xiàn)。記錄二次主線圈與輔線圈首端互換連接方面的故障問題，對問題進行分析與判斷的基礎(chǔ)上構(gòu)建分析管控機制，保證管理工作的綜合質(zhì)量。其常規(guī)運行過程中，二次輔助線圈可對不同相電壓均等性進行維持，對開口位置的電壓均衡性進行測量。如果二次主線圈與輔線圈出現(xiàn)首端互換連接問題開口位置電壓數(shù)值會降低，整個線路就會產(chǎn)生運行故障，基于此，需接通電源實施處理，保證可以對二次主線圈、輔線圈開口電壓進行測定，綜合線路的異常情況對接線方式進行調(diào)節(jié)，在本質(zhì)上規(guī)避繼電保護裝置的故障問題，提升監(jiān)管工作的質(zhì)量與水平。記錄二次主線圈首尾互換連接的故障問題，繼電保護相關(guān)裝置的常規(guī)運行中，二次主線圈首尾會產(chǎn)生明顯變化，如果前者是100V后者即為0。如果線路產(chǎn)生明顯的異常，電壓的測定數(shù)值與標準數(shù)值就會不一致、低于100V，這時機電保護相關(guān)裝置無法獲得有效應(yīng)用，會影響處理過程與應(yīng)用成效。相關(guān)工作者基于萬能表測定線路，對判斷依據(jù)進行完善，使用合理有效的故障問題處理機制，降低故障問題所產(chǎn)生的不良影響，強化機電保護相關(guān)裝置的安全性與穩(wěn)定性。在電力系統(tǒng)的實際運行中，輔助線圈尾端與二次主線圈開口位置的電壓通常為100V，如產(chǎn)生線路互換連接不正確的問題，就會致使電壓產(chǎn)生驟升問題，同時二次輔助線圈矢量參數(shù)出現(xiàn)了變動，特別是會影響零序保護的元件。所以需整合線路故障問題的實際情況實施綜合處理，保證能夠基于本質(zhì)規(guī)避線路接錯的短路問題。

2.4 技術(shù)改造升級

社會科技正在快速發(fā)展，各種各樣的新技術(shù)正在滲透到電力系統(tǒng)的運行和維護當中，這樣使得電力系統(tǒng)的發(fā)展更加快速，控制更加精確，故障處理和檢測更加方便。還有一些技術(shù)是根據(jù)電力系統(tǒng)中的故障處理針對性發(fā)展的，對于一些較難處理的問題，進行技術(shù)改造升級可能就會解決大部分的問題，所以技術(shù)的發(fā)展升級對于電力系統(tǒng)故障的處理會更加方便快捷，使得在這一方面節(jié)約了大量的資源。對于一些老舊的設(shè)備，在達到一定的使用年限后，可以對設(shè)備進行升級改造，這樣就可以解決很多設(shè)備老化的問題，還可以在一定程度上提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.5 繼電保護設(shè)備的日常保護

對于繼電設(shè)備進行日常的維護和管理是為了確保機電設(shè)備的正常工作，不對電力系統(tǒng)的運行產(chǎn)生影響，使得電力維護工作人員可以提前發(fā)現(xiàn)一些隱藏的問題，還可以及時的檢測設(shè)備的運行狀況，制定合理的維護計劃，確定維護工作的標準及相關(guān)規(guī)定，讓維修工作人員可以有一個參考標準，使其他的電力設(shè)備與繼電保護設(shè)備之間保持一定的距離，防止電流短路對設(shè)備的影響。還有就是在設(shè)備的維護管理階段，工作人員要進入繼電保護裝置的內(nèi)部進行一個全面的檢查，對設(shè)備進行全方位的分析，可以及時發(fā)展裝置內(nèi)存在的故障，及時采取措施進行控制，還要對檢測維護的過程進行詳細的記錄，為之后出現(xiàn)相似的情況提供參考作用，保證基點保護設(shè)備的正常運行。

2.6 元件參照的方法

參照處理是將故障設(shè)備與正常設(shè)備放在一起進行比較分析，從各種可能出現(xiàn)故障的角度進行對比分析，從不同的位置找出故障設(shè)備存在的問題，這種處理措施應(yīng)用的范圍比較廣泛，可以用在線路故障的查找、設(shè)備的定檢等，在處理故障時，如果設(shè)備更換后還是解決不了問題時，就可以用參照法，兩臺設(shè)備進行對比分析，對線路進行逐一標記檢測，這樣可以更加快速的篩選線路中存在的問題，及時解決問題，讓設(shè)備可以正常運行，確保電力系統(tǒng)的正常運行。有的時候參照法可以和替換法相互結(jié)合，這樣可以更加快速準確的解決問題。

3 結(jié)束語

綜上，國家經(jīng)濟的快速發(fā)展中用電量需求也在不斷增加，電力系統(tǒng)保護工作愈加復(fù)雜，要時刻保證電力系統(tǒng)的安全運行。繼電保護屬于長期的維護工作，需要持續(xù)創(chuàng)新與發(fā)展，其融合在電力系統(tǒng)的實際運行中，并且繼電保護的故障檢測、維修工作較為復(fù)雜，要求相關(guān)工作者具備良好的安全意識與專業(yè)技能，積極學習、了解并掌握電力機電保護方面的原理知識、運行特征、常見故障等。對既有的維修技術(shù)進行持續(xù)優(yōu)化，積極探索并創(chuàng)新技術(shù)方式，對信息化技術(shù)進行學習與應(yīng)用，強化提升機電保護工作的有效性、安全性，為電力企業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。