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關鍵詞:繼電保護 常見障礙 分析研究
在電力系統(tǒng)運行管理中,繼電保護能夠及時保證無故障部件正常運行,起到降低故障元件損壞程度的作用。而繼電保護設備一旦出現(xiàn)故障,這樣的功能就不能夠正常發(fā)揮,需要引起重視并及時予以排除,保證整個系統(tǒng)平穩(wěn)運行本文主要針對繼電保護的作用、組成以及要求、常見故障類型與分析解決措施等方面進行簡要闡述。
1、電力系統(tǒng)繼電保護作用
電力系統(tǒng)中,一旦被保護原件出現(xiàn)故障,繼電保護能夠對故障元件進行處理,將其從整個系統(tǒng)之中予以切除,以此來實現(xiàn)無故障元件的恢復正常運行,保護故障元件,盡可能縮小停電區(qū)域。系統(tǒng)中被保護原件一旦運行不正常,繼電保護設備能夠啟動處置,按照設定好的維護基準,作出信號發(fā)射以及跳閘動作指令等。一般來講,并非全部的保護都要求繼電保護進行迅速動作,為了減少和防止不必要的動作,機電設備需要針對非正常狀態(tài)對系統(tǒng)以及原件危害性,并具有延時性空間。繼電保護設備還承擔了對整個系統(tǒng)的監(jiān)控職能,對電流、電壓、頻率等物理量進行及時監(jiān)控,對整個系統(tǒng)設備設備運行進行分析。
2、電力系統(tǒng)繼電保護組成和要求
繼電保護組成分為輸入、測量、邏輯判斷以及輸出執(zhí)行四個環(huán)節(jié),在輸入部分應當進行采取隔離、電平轉換以及低通濾波等處置,能夠保障繼電保護設備對現(xiàn)場物理量的準確檢查。繼電保護設備在測量環(huán)節(jié)對元件中測得的相關物理量數(shù)據(jù)進行比對,結合與設定值的比較差異幅度,作出啟動與否決定。在邏輯環(huán)節(jié)是將測得的各種輸出量進行邏輯運算,并將運算結果傳輸?shù)綀?zhí)行環(huán)節(jié)。設備在執(zhí)行環(huán)節(jié)依據(jù)接受到的指令邏輯信號,完成動作指令。
繼電保護應當具備選擇性、速動性、靈敏性以及可靠性,相互之間協(xié)調開展工作。選擇性特征主要是指在實施保護裝置動作過程中,僅僅針對于故障元件,對其實施系統(tǒng)中切除,減少停電的區(qū)域,為整個系統(tǒng)中其他正常原件的運行提供條件。速動性特征主要是在繼電保護裝置切除故障元件時要迅速,增強系統(tǒng)運行的穩(wěn)定系數(shù),避免故障設備進一步受損,將故障影響降到最低。靈敏性特征主要是要對保護原件出現(xiàn)非正常狀態(tài)時能夠按照設計標準予以反應,在規(guī)定保護范圍內出現(xiàn)故障時,不論屬于什么類型短路或者短路點位置如何,都能夠反應并采取反應動作。可靠性主要是指設備在保護范圍內原件故障時不能拒絕動作,也不違反設定標準錯誤動作。
3、電力系統(tǒng)繼電保護常見故障
在電力系統(tǒng)運行中,繼電保護常見的故障有兩種類型,具體如下:
3.1 電流互感飽和類型故障
在電力系統(tǒng)繼電保護中,電流互感器飽和影響程度較高,當前,電力系統(tǒng)中配電系統(tǒng)中斷負荷持續(xù)增容,一旦出現(xiàn)短路行為,會產生巨大的短路電流。系統(tǒng)短路位置如果與終端設備區(qū)較為委接近,電流強度會非常驚人,甚至能夠電流互感器單次額定電流幾十倍以或者上百倍。通常,在發(fā)生短路時,電流互感器誤差與一次短路電流倍數(shù)增大呈同步增大趨勢,一旦電流速斷保護導致靈敏度下降就會出現(xiàn)阻止動作的情形。線路短路中電流互感器電流飽和狀態(tài)下,再次感應二次電流較小情況時,也能夠影響定時限過流保護裝置,制約動作執(zhí)行。配電系統(tǒng)中一旦出口線過流保護拒絕動作,而進口線保護動作了,配線系統(tǒng)斷電問題難以避免。
3.2 開關保護設備不匹配類型
在繼電保護系統(tǒng)中,開關設備保護的科學選擇不可忽視,當前許多配電在高負荷密集區(qū)域專門設置了開關站,建立了“變電所―開關站―配電變壓器”這樣的輸電系統(tǒng),如果開關站沒有達到繼電保護自動化水平,開關保護設備應當選取負荷開關或與其組合的繼電器設備系統(tǒng),確保系統(tǒng)正常運行。
4、電力系統(tǒng)常見繼電保護故障處理工作建議
4.1 合理配置人員和完善制度,提高故障處理效率
要結合功能崗位與人員分工情況,科學配置工作人員,并明確崗位職責與工作目標,確保系統(tǒng)正常運行。要建立和完善繼電保護運行的各種規(guī)范性制度,并將制度執(zhí)行情況列為督點,強化對運行維護、事故分析、定期校驗、缺陷處理等方面工作的考核,同時要強化二次設備狀態(tài)監(jiān)測。
4.2 科學處理常見繼電保護故障,保障系統(tǒng)平穩(wěn)運行
對于繼電保護系統(tǒng)出現(xiàn)的故障問題,首先可以運用替代法進行處置,對認定出現(xiàn)故障的原件進行替換,安裝完好元件之后查看運行狀態(tài),判斷故障。其次,可以運用參照法進行處置,工作原理是將正常設備與故障設備進行有關技術參數(shù)的對照,判斷出故障設備的故障元件、位置,常用于查接線錯誤以及定值校驗測試出現(xiàn)較大差異值等類型故障。改造升級之后無法準確恢復二次接線情況下,可以依據(jù)同類型設備進行接線。在繼電器定值校驗環(huán)節(jié)一旦出現(xiàn)整定值和測試值差別較大時,可以對繼電器刻度值進行調整,同時以同一只表對另外回路中同類繼電器進行測量和分析,得出結論。另外,還可以運用短接法進行處置,對回路中的一部分實施短接線短接處理,對故障范圍進行逐一排查和排除,準確定位和縮小故障范圍,這一類處置方式主要在電磁鎖失靈、切換繼電器不動作以及電流回路開路等類型故障的處置中使用。
綜上所述,在電力系統(tǒng)發(fā)展日新月異的背景下,信息化和自動化技術得到了長足發(fā)展,繼電保護技術與手段也呈現(xiàn)出智能化與網(wǎng)絡化的良好態(tài)勢,保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化和智能化程度不斷提高,對于維護電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行具有積極的促進作用。
參考文獻
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【關鍵詞】繼電保護;電力線路;故障
中圖分類號:TM65 文獻標識碼:A
1 引言
繼電保護技術是一個完整的體系,它主要由電力系統(tǒng)故障分析、繼電保護原理及實現(xiàn)繼電保護配置設計、繼電保護運行與維護等技術構成,而完成繼電保護功能的核心是繼電保護裝置。繼電保護裝置,是指安裝在電力系統(tǒng)各電氣元件上, 能在指定的保護區(qū)域內迅速地、準確地反應電力系統(tǒng)中各電氣元件的故障或不正常工作狀態(tài),并作用于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。
繼電保護裝置在電力系統(tǒng)中的主要作用是: 在電力系統(tǒng)范圍內,按指定保護區(qū)實時地檢測各種故障和不正常運行狀態(tài),及時地采取故障隔離或警告等措施,力求最大限度地保證向用戶安全連續(xù)供電。在現(xiàn)代的電力系統(tǒng)中,如果沒有專門的繼電保護裝置,要想維持系統(tǒng)的正常運行是根本不可能的。
2 繼電保護技術的發(fā)展概況
最早的繼電保護裝置是熔斷器,簡單可靠,但是它的動作精度差、配合難度大、斷流能力有限、恢復供電麻煩。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展,19世紀90年代出現(xiàn)了電磁型過電流繼電器,和以互感器二次值動作的繼電器。1908年出現(xiàn)了比較被保護元件兩端電流大小和相位的差動保護、方向性電流保護、距離保護裝置。1927年前后,出現(xiàn)了利用高壓輸電線路上高頻載波電流傳送和比較輸電線路兩端功率方向或電流相位的高頻保護裝置。到20世紀50年代,出現(xiàn)了利用微波傳送和比較輸電線路兩端故障電氣量的微波保護、行波保護裝置。20世紀50年代,開始研究晶體管型繼電保護裝置,它體積小、重量輕、消耗功率小、不怕震動、動作速度快、無機械轉動部分,稱為電子型靜態(tài)保護裝置。20世紀60年代后期,集成電路靜態(tài)繼電保護裝置已形成完整系列。20世紀70年代后半期,出現(xiàn)了比較完善的微型計算機保護樣機,并投入到電力系統(tǒng)中試運行。在20世紀80年代微型計算機保護在硬件結構和軟件技術方面已趨成熟,并在一些國家推廣應用。從20世紀9年代開始,我國繼電保護技術已進入了微型計算機保護的時代。
3 電力線路的常見故障和保護配置
電力線路在電力系統(tǒng)中的作用十分重要,擔負著輸送和分配電能的作用。所以,對于就顯得尤為重要。
電力線路常見故障可以分為兩大類,第一類是接地故障,主要是指單相接地故障;第二類是相間短路,主要的引發(fā)原因有雷擊、外在導電體或者半導體以及設備絕緣降低等。輸電線路發(fā)生相間短路時,最主要的特征是電源至故障點之間的電流會增大,故障相母線上電壓會降低,利用這種特征可構成輸電線路相間短路的電流、電壓保護。保護的配置為電流三段式保護。
2.1 過電流保護
當通過線路的電流大于繼電器的動作電流,保護裝置起動,并用時限保證動作的選擇性,這種繼電保護裝置稱為過電流保護(相間短路的第III 段保護)。
作為本線路主保護的近后備以及相鄰線下一線路保護的遠后備。其起動電流按躲最大負荷電流來整定的保護稱為過電流保護,此保護不僅能保護本線路全長,且能保護相鄰線路的全長。
定時限過電流保護動作電流值整定的出發(fā)點是:只有在被保護線路上故障時,它才起動,而在正常運行(輸送最大負荷電流和外部故障切除后電動機自起動)時,不應該動作。
故定時限過電流保護的動作電流為:
(1)IIII
式中K———電流繼電器的返回系數(shù),一般取0.85。過電流保護的靈敏度用系統(tǒng)最小運行方式下線路末端的兩相短路電流進行校驗。
(2)
式中,為保護裝置一次側動作電流。
為了保證選擇性, 過電流保護的動作時限按階梯原則進行整定,這個原則是從用戶側到電源側的各保護裝置的動作時限逐級增加一個Δt。
在一般情況下, 對于線路的定時限過電流保護動作時限整定的一般表達式為:Δt(3)
式中———線路上定時限過電流保護裝置的動作時限;
———由線路供電的母線上所接的引出線中定時限過電流保護動作時間最長的保護的動作時限。
2.2 無時限電流速斷保護
根據(jù)電網(wǎng)對繼電保護裝置速動性的要求, 在保證選擇性及簡單、可靠的前提下,在各種電氣元件上,應裝設快速動作的繼電保護裝置。反應電流增大且瞬時動作的保護稱為無時限電流速斷保護(相間短路電流保護第I 段)。
無時限電流速斷保護的動作電流可按大于本線路末端點短路時流過保護裝置的最大短路電流來整定,即:
>寫成等式= (4)
式中──保護裝置1無時限電流速斷保護的動作電流,又稱一次動作電流(動作電流符號的右上角用I代表無時限電流速斷保護);──可靠系數(shù),考慮到繼電器的整定誤差、短路電流計算誤差和非周期分量的影響等而引入的,取1.2~1.3;
──最大運行方式下,被保護線路末端B 母線上三相短路時流過保護裝置的短路電流,一般取次暫態(tài)短路電流周期分量的有效值。
無時限電流速斷保護由于沒有人為的延時,只考慮繼電器本身固有的動作時間,在整定計算時可認為≈0。
2.3 帶時限電流速斷保護
無時限電流速斷保護不能保護線路的全長,為了較快地切除余下部分線路的故障,可增設第二套電流速斷保護,它的保護范圍應包括本線路全長,但是其保護范圍要延伸到相鄰下一線路。為了獲得選擇性,第二套電流速斷保護就必須帶有一定的時限。它的動作時限只需比相鄰下一線路無時限電流速斷保護的動作時限大一個時限級差Δt。這種帶有小時限的第二套電流速斷保護稱為帶時限電流速斷保護(相間短路電流保護第II 段)。
為了使線路1WL 的帶時限電流速斷保護的保護范圍不超出相鄰下一線路2WL 的無時限電流速斷保護的保護范圍,
>寫成等式=(5)
式中———可靠系數(shù),因考慮短路電流非周期分量已經衰減,一般取1.1~1.2。
為了保證選擇性, 保護1 的帶時限電流速斷保護的動作時限,還要與保護2 的無時限電流速斷保護的動作時限相配合,即
Δt (6)
該套保護的靈敏度校驗方法同過電流保護。帶時限電流速斷保護的選擇性是部分依靠動作電流的整定,部分依靠動作時限的配合獲得的。無時限電流速斷保護和帶時限電流速斷保護的配合工作,可使全線路范圍內的短路故障都能以0.5s 的時限切除,故這兩種保護可配合構成輸電線路的主保護。
4 結論
電力線路在電力系統(tǒng)中十分重要, 擔負著輸送和分配電能的作用。所以,只有對電力線路常見故障進行正確分析,并配置合理的三段式保護,正確整定動作參數(shù),才能使保護正確快速動作,切除故障,使電力線路更好的運行。
【參考文獻】
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關鍵詞:電力系統(tǒng)繼電保護常見故障 處理方法發(fā)展前景
中圖分類號:F406文獻標識碼: A 文章編號:
前言:電力在現(xiàn)代社會中的作用十分明顯,對社會生活與生產影響十分巨大,因此,加強其管理管理迫在眉睫,而維護繼電保護的正常運轉對電力系統(tǒng)的運行有著決定性的作用。在當前電力應用緊張的情況下,十分有必要加強對電力系統(tǒng)繼電保護作用、常見故障及處理的認識,提高繼電保護的技術,改善電力系統(tǒng)的管理效果。
1.電力系統(tǒng)中繼電保護的作用及意義
隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展,信息技術的不斷提高,通訊技術的快速改進,繼電保護也朝著信息化、網(wǎng)絡化的方向發(fā)展,越來越多的新技術、新理論也隨之出現(xiàn),這就要求現(xiàn)代的繼電保護工作人員不斷地創(chuàng)新,不斷地完善,實現(xiàn)供電系統(tǒng)的可靠性。
1.1電力系統(tǒng)安全的保障
一旦電力系統(tǒng)被保護的元件發(fā)生故障,該元件的繼電保護裝置就會迅速的做出反應,發(fā)出跳閘命令,斷開故障元件,最大限度的減少損壞,降低對供電系統(tǒng)的影響,滿足電力系統(tǒng)的特定需求。
1.2 對不正常的工作提前預警
繼電保護裝置可以及時的反應電氣設備的非正常工作,根據(jù)所反應的情況及時發(fā)出信號,值班人員及時作出反應,及時切除可能引發(fā)事故的電氣設備,反應不正常工作情況的繼電保護裝置允許帶一定的延時動作。
1.3 監(jiān)控電力系統(tǒng)的運行
電力系統(tǒng)不止是事故的處理與反應裝置,也是電力系統(tǒng)運行的監(jiān)控裝置。在消除電力故障的同時對社會生活秩序也有一定的積極意義,在一定程度上保證了社會的穩(wěn)定運行。
2.繼電保護系統(tǒng)的組成及任務
2.1 繼電系統(tǒng)的組成
電力系統(tǒng)的繼電保護一般是由測量的元件、邏輯元件及動作元件共同組成。測量元件是測量從被保護對象出入的有關物理量,同時與給定的整定值進行比較,根據(jù)結果給出是非結論,進而判斷保護是否應該啟動;邏輯元件是根據(jù)測量部分輸出量的大小、性質、輸出的邏輯狀態(tài),出現(xiàn)的順序或者組成,判斷是否應該進行跳閘或者發(fā)信號,將有關命令傳給執(zhí)行元件;完成傳送后,動作元件完成保護任務。
2.2 繼電保護所承擔的任務
繼電保護在電力系統(tǒng)中主要承擔著監(jiān)視電力系統(tǒng)的運行,對運行中電力系統(tǒng)各個元件實施監(jiān)控;同時也可以及時反應電氣設備的運行工作情況,一旦發(fā)現(xiàn)不正常情況立即做出反應,及時解決;實現(xiàn)遠程操控,達到遠程控制的目的。
2.3 繼電保護裝置所要滿足的要求
電力系統(tǒng)中的繼電保護裝置既要滿足可靠性,更要滿足選擇性、靈敏性及速動性的幾個要求,這幾個要求間看似矛盾,實則統(tǒng)一。動作選擇性就是指由故障設備或者線路本身保護切除故障,如果其無法發(fā)揮功效,其他設備方可運行;速動性就是指保護動作要快,穩(wěn);靈敏性就是指保護裝置要具備一定的靈敏系數(shù);可靠性就是指運行過程中動作要可靠,任何電力設備都不允許在無繼電保護狀態(tài)下運行。
3.電力系統(tǒng)中繼電保護的常見故障及處理方法
3.1 電力系統(tǒng)中繼電保護裝置的常見故障
3.1.1 電壓互感器二次電壓回路在運行中出現(xiàn)故障
這是繼電保護的薄弱環(huán)節(jié),作為測量設備的起始點,電壓互感器對二次系統(tǒng)的正常運行十分重要,PT二次回路設備較少,但是故障較多,其故障常會導致誤動或者拒動。其異常主要集中在接地方式異常,可能是由于接地網(wǎng)的原因,也可能是由于接線工藝水平不夠導致。PT故障在我國的很多電力系統(tǒng)中發(fā)生過,必須要引起足夠的重視。
3.1.2 電流互感器的運行故障
作為供給繼電保護與監(jiān)控系統(tǒng)判別系統(tǒng)運行狀態(tài)的主要組件,其可以真實的反應電流的波形,尤其是故障發(fā)生的時候,必須要反映電流的相位與波形,傳統(tǒng)的電磁式電流互感器是利用電磁感應原理通過鐵心耦合實現(xiàn)電流變換的,鐵心具有磁保護的特征,屬于非線性組件,當一次電流過大,勵磁電流就會成幾十倍甚至是百倍的增加,造成二次電流失真,影響繼電保護工作的正常運轉。
3.1.3 微機保護裝置的故障
從當前微機繼電保護裝置自身的特征,導致故障的原因主要可以分為電源輸出功率不足,導致判斷失誤;干擾與絕緣導致的抗干擾性能較差,導致邏輯元件的誤動作,在長期運行后,由于靜電作用使插件的接線焊點周圍聚集大量靜電塵埃,可使兩焊點之間形成了導電通道,從而引起繼電保護故障的發(fā)生。
3.2 常見的繼電保護問題處理方法
3.2.1 替換法
可以將有問題、故障的元件用好的元件替換,判斷其好壞,這是處理自動化保護裝置內部故障最佳的方法,尤其是針對微機保護故障或者一些回路復雜的單元繼電器,可以采用暫時處于備用的設備替代,迅速排出問題故障。
3.2.2 參照法
對設備運行的參數(shù)進行記錄,將正常與非正常的參數(shù)進行獨臂,從不同處找出運行設備的故障,該法主要適用于接線錯誤,定值校驗過程發(fā)現(xiàn)測試值與預想值存在出入而無法判定原因的情況。在繼電器定值校驗時,如發(fā)現(xiàn)某一只繼電器測試值與其整定值相差甚遠,此時不可輕易判斷此繼電器特性不好,或馬上去調整繼電器上的刻度值,可用同只表計去測量其他相同回路的同類繼電器進行比較。
3.2.3 短接法
將回路的某一段或者是某一部分采用短接線接入稱其為短接,然后判斷故障是否存在短接范圍內,或者是其他地方,縮小故障的范圍。該法主要適用于電磁鎖失靈、電流回路開路,切換繼電器不動作,判斷控制等轉換開關的接點是否處于正常狀態(tài)。
3.2.4 直觀法
該法主要是處理一些無法用儀器逐點測試,或者是插件故障沒有備品更換的情況,直觀法此時高效且迅速,一旦發(fā)現(xiàn)問題及時更換。
3.2.5 逐項拆除法
按照順序將并聯(lián)在一起的二次回路脫開,然后依次放回,哪里出現(xiàn)故障,問題就在哪里,然后用同樣的方法檢查分支路,直到確定故障。該法主要用于直流接地,交流電源熔絲放不下等故障。
4.繼電保護的發(fā)展趨勢
隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展,我國繼電保護技術也快速發(fā)展,電力系統(tǒng)對運行的可靠性與安全性的要求也在提高,這就要求繼電保護技術也要革新,滿足電力系統(tǒng)的需求。我國的繼電保護裝置經歷了機電式、整流式、晶體管式、集成電路式的發(fā)展過程,未來我國的繼電保護將朝著微機繼電保護的方向發(fā)展。不論是性能與有效性還是結構的合理性都有一定程度的提高,而且可以實現(xiàn)遠距離的監(jiān)控。
結束語:
繼電系統(tǒng)對我國的電力系統(tǒng)安全有著不可替代的重要作用,是保障電力系統(tǒng)安全運行的保障,在我國經濟快速發(fā)展,對電力需求日益提高的今天,繼電保護受到的關注度也在逐漸提高。未來的繼電保護必然朝著網(wǎng)絡化、智能化、微機化的趨勢發(fā)展,要做好繼電保護工作,就要從各個方面加強管理,提高其技術水平,改善電力系統(tǒng)的運行質量。
參考文獻:
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關鍵詞:繼電保護;故障原因;解決方法
繼電保護對電力系統(tǒng)的安全正常運行具有重要的作用,它能保證電力系統(tǒng)的安全性,還能針對電力系統(tǒng)中不正常的運行狀況進行報警,監(jiān)控整個電力系統(tǒng)。目前我國電力系統(tǒng)繼電保護工作還是會存在一些問題,容易出現(xiàn)各種故障,造成電力系統(tǒng)無法正常運行。這要求繼電保護工作人員能及時掌握故障產生的原因,并且結合自身工作經驗及時解決故障問題,確保整個電力系統(tǒng)的正常、安全工作。
1 常見繼電保護故障
1.1 設備故障
繼電保護裝置是電力系統(tǒng)中不可或缺的一部分,是保護電力系統(tǒng)的基礎和前提。一般設備有裝置元器件的損壞、回路絕緣的損壞以及電路本身抗干擾性能的損壞,具體的表現(xiàn)為整定計算錯誤,這主要是由于元器件的參數(shù)值和電力系統(tǒng)運行的參數(shù)值與實際電流傳輸?shù)膮?shù)值相差甚遠,從而造成整定計無法正常工作。還有,設備很容易受到外界因素的影響,如溫度和濕度。由于設備具有不穩(wěn)定性,很容易由于溫度和濕度的變化而造成定值的自動漂移,有時候也可能是因為設備零部件的老化和損壞造成的。再者,在電力保護系統(tǒng)中,裝置元器件和回絕路緣的損壞也容易引起繼電故障問題,這主要是在電線管道中三極管被擊穿導致保護出口處異常,管道內出現(xiàn)漏電現(xiàn)象,導致整個電力系統(tǒng)內部電流過大,發(fā)射出一種錯誤的信號,在電流回流時導致回路中接地的開關頻繁跳閘,于是就會停電,這就是絕緣被刺穿,造成電路中電流的混亂,容易短路或者發(fā)生故障。
1.2 人為操作
人為原因一般就是工作不夠細心,對系統(tǒng)內各項設備數(shù)值的讀數(shù)觀察不夠仔細,導致讀錯設備整定器上的計算數(shù)值,導致繼電保護故障,且對故障的檢查技術水平不夠,無法及時準確地發(fā)現(xiàn)故障段,從而造成大面積的電路故障問題,導致系統(tǒng)無法正常供電。或者是工作人員在操作時采用的方法不正確,在帶電的情況下直接拔除插頭,導致保護出口的動作,就容易造成保護裝置的邏輯混亂,不能正常發(fā)生信號,整個系統(tǒng)就會接受錯誤的信息,無法正常運轉,而且?guī)щ姲纬苋菀讓е码娫闯霈F(xiàn)問題,長期這樣的操作很容易燒毀電源。當工作電源出現(xiàn)問題時,電力系統(tǒng)保護出口處的動作過大,造成電路內波紋系數(shù)過高,輸出的功率就不夠,電壓便會不穩(wěn)定,當電壓降低或者電流過大時,如果保護行為不恰當極容易出現(xiàn)一系列的繼電保護故障。
2 繼電保護故障的處理方法
在繼電保護工作中,出現(xiàn)繼電保護故障的原因有很多,面對這些故障問題,繼電保護的專業(yè)人員要具有專業(yè)的理論知識,還要有豐富的工作經驗,在工作時運用理論知識作為指導,將保護工作做到位,避免不必要的繼電保護故障,盡量將損壞縮到最小的范圍,在最短的時間內運用合理的方法處理問題。下面將介紹幾點有效的處理方法。
2.1 嚴格檢查繼電保護基本設施
基礎設備的質量和使用的安全直接關系著整個保護系統(tǒng),要對設備的采購和投入使用各個環(huán)節(jié)進行管理,尤其是把牢繼電保護裝置的投運入關口。繼電裝置的投運主要包括下面幾個內容,裝置的科研究性、初步設定模型、設計施工組織圖紙、投入安裝、試調、檢查和最終的運行等。在可研究性和初步設定階段,要根據(jù)有關的規(guī)定和電網(wǎng)運行情況制定安裝完成后的管護方案,確保整個裝置安裝的安全和正常使用。當初步施工圖紙設計出來后,技術人員要嚴格按照圖紙施工,將裝置安裝到合理的地段,使之與原有的電力系統(tǒng)相匹配,如果技術人員覺得圖紙有誤,應該向設計部門和監(jiān)理部門反映,及時糾正錯誤。這主要是由于很多圖紙的設計人員沒有參與實踐,對實際情況的估計總會有些偏差,所以設備安裝人員要及時發(fā)現(xiàn)問題。在試調和檢查階段,要有針對性保護配置的功能,全面檢查設備各個零部件是否安裝正確,在確保沒有錯誤的情況下,才能進行試調,這樣能保證工作人員的安全。只有試調和檢查都沒有發(fā)現(xiàn)問題時才能將整個設備投入使用中,這時繼電保護工作還沒有結束,還需要定期對整個保護系統(tǒng)設備進行檢查,及時更換老化的零部件,注重電源處的檢查,確保保護系統(tǒng)中電源不會遭到損壞。
2.2 提高繼電保護故障處理的技術水平
在繼電保護管理中,造成繼電保護故障的原因有很多,而一般工作人員很難快速地找到故障段,這時便可以采用調換方法。所謂調換法就是用完好無損的元器件替換技術人員認為存在故障段的元器件,如果故障現(xiàn)象消失,那就說明故障就是存在試驗階段中,只需要更換新的元器件就可。但是這種方法不能控制時間,如果對故障段判斷不準確就很容易造成長時間的停電,導致電能在無形中流失。有時候我們還可以采取參照法,將系統(tǒng)中正常與非正常的設備參數(shù)進行對比,然后得出故障出現(xiàn)的原因,這種方法對接地出關口故障問題十分有效,通過不同處的檢查和試調找出故障點,在進行電網(wǎng)改造和設備更換時,如果不能正常與原有電網(wǎng)連接,就可以參照同類型設備的參數(shù)值,利用閑置的設備更換新的控制開關,如果在設備中開關失靈,則說明新設備的參數(shù)值與原有的電網(wǎng)設備不能兼容,必須更換設備。
在繼電保護工作中,由于工作人員的工作經驗會不斷地豐富,長期的實踐積累就是工作人員最好的財富,尤其是經驗豐富的員工,他們總是能根據(jù)自己的經驗判斷故障問題出現(xiàn)的原因,并且準確度極高,很多時候不需要多花時間去檢查和試調故障出現(xiàn)段,他們能通過肉眼的觀察,結合長期故障診斷的經驗,立刻就知道什么地方出現(xiàn)問題,這種被稱為經驗處理法。在繼電保護故障處理工作中,往往有很多方法能及時有效地解決故障問題,其工作效率主要靠工作人員的技術水平、理論知識和實踐經驗,一個綜合水平高、能力強,且具有豐富工作經驗的技術人員,在出現(xiàn)故障問題時,一定能準確有效地處理和解決問題。
3 結束語
綜上所述,繼電保護對整個電力系統(tǒng)的正常運轉具有重要的作用,它是電力系統(tǒng)正常運作的最基本保障,也是確保電網(wǎng)工作人員安全的必要工作。在繼電保護中有很多因素都會影響繼電保護,不管是人為的還是設備故障都會造成保護故障問題。因此,技術人員必須具備專業(yè)的職業(yè)技能,在繼電故障發(fā)生時采用有效的解決方法,在最短的時間內找到故障的根源,并維修解決故障問題,確保電力系統(tǒng)的安全,為人們提供安全可靠的電力。
參考文獻
[1]朱曼青.繼電保護故障處理分析[J].新農村(黑龍江),2012(12).
[2]楊瑩.淺析電力系統(tǒng)運行中的繼電保護故障處理[J].華東科技:學術版,2012(12).
關鍵詞:煤礦電動機;相敏保護;負序保護;故障分析;保護方案設計
中圖分類號:TM343文獻標識碼:A文章編號:1009-2374(2009)23-0004-02
一、電動機常見故障分析
我國煤礦大量使用著中小型低壓交流電動機,由于與之配套的防爆開關保護措施不完善,加之井下環(huán)境惡劣,使得井下電動機燒損嚴重,不僅直接造成了較大的經濟損失,影響了正常的生產,而且危及人身安全。歸納起來主要是由機械故障和電氣故障引起的。機械故障包括軸承磨損,轉子和定子相摩擦以及機械安裝不良等。電氣故障則包括斷相、匝間短路、相間短路、過載、接地等。
(一)過載
過載是指電動機的實際負荷電流超過了額定值,而且過載時間也超過了允許值的運行狀態(tài)。頻繁起動、超載運行、電網(wǎng)電壓下降過大等,都是造成電動機過載的因素。電動機長時過載伴隨著繞組和絕緣的過熱,將嚴重縮短電動機的電氣壽命,表現(xiàn)在如下幾個方面:
1.由于定子、轉子溫度增加,導致?lián)p耗和轉矩相應變化。
2.由于定子、轉子發(fā)熱不同,使氣隙減小,引起電動機所有特性變化。
3.由于轉子溫度的增加,使鼠籠條與鐵芯之間的過渡電阻增加,改變了轉子的附加損耗。
電動機過載有以下特點:(1)過載時間越長,電動機發(fā)熱越嚴重;(2)過載電流倍數(shù)越高,則電動機損耗越大,發(fā)熱越重,所以過載保護采用反時限動作原理。
(二)斷相
所謂斷相是指電動機三相電流嚴重不平衡,乃至一相電流為零。它可能是由一相缺電、電動機一相斷線、開關一相接觸不好引起的。
斷相運行時,繞組內流過不平衡電流,該電流可分解為相等的正序分量與負序分量。正序電流在電機磁路中產生一個與轉子轉動方向相同的正序旋轉磁場;負序電流產生轉向相反的負序旋轉磁場,這個磁場產生的轉矩要求轉子沿相反的方向轉動,即負序轉矩是制動轉矩。電機穩(wěn)定運行時,其轉矩與負載轉矩相平衡。電機斷相后,由于正序磁場比原磁場有所減弱,以及負序轉矩的制動作用,電機合成轉矩必然減小。為了與負載轉矩保持平衡,電機電流勢必增大,使轉矩增大。當電機電流大于額定電流時,會使定子線圈過熱而燒毀。而且電機斷相運行時,負荷愈大,電流增加愈多,燒毀電機所需時間就愈短。更為嚴重的是斷相運行時,各相繞組的發(fā)熱情況相差懸殊,因此會引起電動機溫升過高,造成絕緣損壞。為此,要對電機的斷相故障進行保護。
(三)短路
短路是由線路或電動機的絕緣損壞造成的。由于井下的工作環(huán)境惡劣,電動機或線路的絕緣易受損害,短路故障也比較多,其中主要有三相短路和兩相短路。短路的特點是短路電流大,通??蛇_到工作電流的幾倍到十幾倍。如不及時切除,可造成回路中設備絕緣損壞、電纜著火,甚至引起井下火災。短路故障的存在,還會引起電
網(wǎng)電壓下降,影響電網(wǎng)其它負荷的正常工作。因此,必須設置性能良好的短路保護。
(四)過壓、欠壓故障
異步電動機的轉矩、定子電流與電壓關系密切。定子電壓高或低于額定電壓時,電磁轉矩與定子電流發(fā)生顯著變化。與過電壓相比,通常欠電壓(即低電壓)運行更成問題。當電動機機械負荷一定時,電網(wǎng)電壓降低定子電流將顯著上升,于是損耗與溫升也將因此而增加。當供電系統(tǒng)或配電電路出現(xiàn)短路故障時,供電電壓將短時下降或消失。當供電電壓恢復時,接在電路中的電動機有可能自起動。如果供電電壓恢復的較慢,則電動機將長時間處于起動狀態(tài)。這時,電動機將受相當大的起動電流的作用。在這個電流的作用下,往往導致電機絕緣過熱、甚至損壞。在電網(wǎng)電壓恢復過程中,當供電電壓降低到一定電壓時,會造成電動機停轉。于是,使供電電路出現(xiàn)過大的電流、甚至短路,從而使故障迅速擴大,造成巨大損失。為此,對不需要自起動的電動機應裝設低電壓保護。
二、保護方案設計
(一)相敏保護
對于三相對稱性短路故障,雖然在井下電網(wǎng)發(fā)生的幾率并不高,但由于其故障能量高,對線路和設備的危害極大,而且可能引發(fā)進一步的事故,因此必須對對稱性短路采取妥善保護措施。傳統(tǒng)的短路保護一般都是采用“鑒幅式”,即以線路電流的幅值作為判據(jù),根據(jù)短路時通過保護裝置的電流來選擇動作電流的大小,以動作電流的大小來控制保護裝置的保護范圍?!拌b幅式”的問題在于:若要保護全線路,則應按保護范圍末端最小兩相短路電流整定,要求整定值小,因而在大容量電動機起動時易造成保護的誤動作;若要躲過起動電流,則要求整定值必須大,此時將不能保護線路全長而且靈敏度也非常低。由上述分析可以看出:僅以電流幅值的大小來區(qū)分電動機的起動電流與短路電流是困難的。理論分析與實驗證明,煤礦井下供電系統(tǒng)中的負載均為感性負載,在電動機直接起動時,其功率因數(shù)是很低的(一般cos@在0.3~0.5),而線路出現(xiàn)短路時功率因數(shù)則很高(cos@可以達到1)。因此若在檢測電流大小的同時,再檢測功率因數(shù),把電流與功率因數(shù)的乘積I* cos@作為短路保護的動作參數(shù),就可以十分明顯地區(qū)別起動電流和短路電流,這就是相敏保護的原理。
相敏特性為鑒幅值和鑒相值相乘后所構成的保護特性,即:
I * cos@=C(1)
由式(1)可見,只要選擇合適的常數(shù)C,就能獲得躲過電動機起動電流的保護特性。但相敏保護仍存在一定的“死區(qū)”。為了消除這一弊端,需要采取另外一種附加措施:即當線路電流特別大(如大于動作整定值的三倍以上時),不管相位角(功率因數(shù))如何,短路保護都應立即動作。綜上:相敏保護的動作條件概括為:
Id>KIdz或Id*cos@>Idz(2)
式中,Id為實測短路電流的大小,k為按實際設定的整定電流的倍數(shù),Id為動作整定電流。
(二)負序保護
在煤礦井下低壓電網(wǎng)常見的不對稱故障有:電網(wǎng)的兩相短路、電動機相間短路、電動機斷相運行及繞組的匝間短路等。當發(fā)生不對稱故障時,根據(jù)對稱分量法,除正序分量外,總有負序分量同時出現(xiàn)。負序保護原理就是把反映負序分量的電流或電壓作為保護依據(jù),從而達到對不對稱短路及斷相故障進行保護的目的。由于只考慮故障時出現(xiàn)的相序分量,因而故障整定值可選得很小,靈敏度比較高。
本文將負序電流有效值的大小作為反映不對稱故障程度的表征量,按照負序電流從小到大把不平衡故障分為三類:電源電壓嚴重不平衡故障、斷相故障和兩相短路故障,通過對負序電流值的判斷做出相應的故障處理。
負序保護方案設計。在正常運行時,負序電流很小或基本為零。一旦出現(xiàn)較大幅值的負序電流,一定是發(fā)生了不對稱故障。在實際運行中,供電電源總存在著某種程度的不對稱。由供電電壓不對稱引起的負序電流取決于電動機的負序阻抗與正序阻抗的比值,此比值大致是額定電流與起動電流之比。按國家有關規(guī)程,供電電壓不對稱度要求小于5%,電動機的起動電流一般為5~7In,取起動電流為6In,則不平衡故障時負序電流的整定值可這樣確定I2=30%,In=0.3In,其中,I2為負序電流,In為額定電流;由此式計算出的負序電流值可作為正常和不平衡故障的分界值。
(三)過載保護設計
電動機過載保護必須能保護電動機由于過載或啟動失敗而造成的溫度過高。電動機過載就是電動機在運行過程中的過電流,當電流超過一定時間后會引起電動機過熱或損壞。
當電動機過載時間越長其溫升越高,電動機長時間處于過載高溫狀態(tài)如不保護將對其絕緣材料,及其它性能造成損壞。因此要加以保護,保護特性曲線必須是一條反時限特性曲線。它表明電動機過載電流越大,保護時間就越短。
(四)過壓保護設計
過壓保護采用鑒幅式結合定時限動作原理,當檢測到供電電壓長時高于1.1倍額定電壓時,延時3min跳閘。欠壓保護采用鑒幅式結合定時限動作原理,當檢測到供電電壓長時低于0.75倍額定電壓時,延時3min跳閘。
關鍵詞:35kv變電站;常見故障;維護措施
當35kv變電站設備工作時,假如出現(xiàn)問題,不僅會影響變電設備的正常\行,而且還會使廣播發(fā)射設備停機,有可能會出現(xiàn)停播現(xiàn)象,所以,為了保證35kv變電站設備的正常工作,要分析常見的故障和問題,并及時采取預防措施來避免不良現(xiàn)象的出現(xiàn),增強其工作的效率,減少安全事故的發(fā)生。
一、35kv變電站設備常見的故障研究
1、線路電纜故障
通常情況下,線路電纜發(fā)生故障的主要原因有以下幾個方面:首先,金屬屏蔽效果不好進而產生故障。接地點的電阻值較高,所以在設計交聯(lián)電纜時,為了分散感應電壓值,會設計兩個接地點,通過這樣的做法,來保護線路電纜,但是在實際進行操作的過程中,電纜接頭的金屬屏蔽質量并不好,沒有達到好的效果,就會使接地點的電阻增加,因而線路電纜就會出現(xiàn)問題;其次,電纜長期負荷量過重。電纜要在一定的溫度下工作,不能超過25攝氏度,但是當夏天炎熱溫度持續(xù)上升時,電纜就會出現(xiàn)負荷狀態(tài),進而使電纜的絕緣層出現(xiàn)老化的傾向,增加發(fā)生故障的幾率;再次,安裝不符合要求也會出現(xiàn)線路電纜故障。在安裝和鋪設電纜時,需要遵守嚴格的標準,但是在實際的操作中,有很多不符合規(guī)定的地方,會給線路電纜埋下安全隱患;最后電纜線的質量不達標也會出現(xiàn)故障,廠家在生產電纜線過程中,對質量問題不嚴格把關,生產出來的成品有的不符合要求,但是也流入到市場中了,導致在電纜線使用的過程中出現(xiàn)問題,使用電纜線的時間久了就會出現(xiàn)故障。
2、 真空短路器及電壓互感器故障
在35kv變電站設備長期工作中,真空泡的真空度會隨著時間的增加而變得越來越低,從而降低真空泡的使用年限,假如,真空度達到極限值時,真空短路器就會損害,甚至是出現(xiàn)爆炸的事故,此外,真空短路器的分閘還會出現(xiàn)不受控制失靈的情況,進而使真空短路器發(fā)生故障。
在35kv電力系統(tǒng)的運行中,存在大量的蓄能元件,電力系統(tǒng)中出現(xiàn)鐵磁諧振情況時,電壓互感器要承載的電壓就會連續(xù)提高,在上升到極限時,就會出現(xiàn)按安全事故,例如:燒毀或者爆炸現(xiàn)象的發(fā)生,
3、 繼電保護故障
通常情況下,繼電保護會出現(xiàn)兩種故障;一種是電流互感飽和故障;另一種是開關保護設備出現(xiàn)故障。下面筆者來詳細介紹
首先是電流互感飽和故障。假如出現(xiàn)這一故障,就會影響繼電保護工作的順利進行,在35kv電力系統(tǒng)中,設備的終端負荷在不斷的增加,當出現(xiàn)短路現(xiàn)象時就會產生巨大的電流,進而增大電流互感器的誤差,最終會影響繼電保護的質量,當電流互感器中的電流達到最大值時,繼電保護設備就不會順利工作,從而對整個電力系統(tǒng)產生影響、
再者是開關設備故障。假如開關保護設備的不符合要求,就會出現(xiàn)故障,進行影響系統(tǒng)的正常運行,開關的選擇是35kv電力系統(tǒng)正常運行的基礎,對繼電保護系統(tǒng)至關重要。
二、35kv變電站設備常見故障維護方法
1、 線路電纜故障維修策略
當線路電纜出現(xiàn)故障時,可以在電纜的接頭位置上添加金屬,用來提高金屬的屏蔽性,當提高屏蔽性后,接地點的電阻值就不會產生過高的熱量,進而可以減少線路電纜故障的發(fā)生。當夏天出現(xiàn)高溫時要減少電纜線的負荷量,要保護電纜線使其溫度不過高,通常情況下,可以采用在電纜線槽中填入軟土和水泥的方法,此外,在進行電纜線安裝和鋪設時,要嚴格遵守有關標準,減少安全隱患。在采購電纜線時,要嚴格把控電纜線的質量,盡可能的避免線路電纜出現(xiàn)故障。
2、 真空短路故障及電壓互感故障的維護策略
在35kv變電站設備出現(xiàn)斷路器故障時,第一步就要將出現(xiàn)故障的開關隔離起來,以保證其他正常的開關繼續(xù)工作,第二步,在具體分析斷路器跳閘的原因,在依據(jù)原因來找對策,進而采取相應的措施,降低故障發(fā)生的可能性,來確保整個電力系統(tǒng)的正常運轉。
當電壓互感器發(fā)發(fā)生故障時,會出現(xiàn)損害和燒毀現(xiàn)象,威脅到工作人員的健康,所以要盡量避免此故障的出現(xiàn),一般情況下,采用的方法就是,將電源中性點鏈接上消諧器和互感器設備,但是隨著技術的不斷的發(fā)展,這種避免出現(xiàn)電壓互感器故障的方法存在一定的缺陷,不可以徹底避免鐵磁諧振的出現(xiàn),所以,需要研究出更為科學合理的方法來避免此故障的出現(xiàn),這就需要專業(yè)技術人員的不斷努力,在聘請變電站工作人員時,要嚴格把關,并對所有員工進行定期培訓,任用的工作人員一定要有扎實的專業(yè)理論知識,也要有豐富的實踐工作經驗,既可以事先采取一定的防御措施來預防故障的出現(xiàn),還能夠在當設備出現(xiàn)故障時,可以冷靜分析,并及時采取措施,解決問題,把損失降到最低,并分配好其他工作人員的工作,帶領變電站的所有工作人員,來保障變電站工作的正常運行,提高工作效率,并為工作人員創(chuàng)造一個安全的工作環(huán)境,避免安全事故的發(fā)生,
3、 繼電保護故障維護策略
當35kv變電站設備中存在繼電保護故障時,通常有兩個方式對其進行維修和保護:一種方式是,強化日常的繼電維修和護理工作,這需要專業(yè)的管理人員,并且工作人員要具有耐心,工作要認真負責,不能出現(xiàn)差錯,工作人員要實時了解繼電保護裝置的工作情況,一旦發(fā)現(xiàn)問題要及時處理。此外,工作人員還需要每天定期對繼電保護裝置進行檢查和測量,并準確記錄每次檢查數(shù)據(jù),為以后的維修工作提供有效的信息資料,當繼電保護設備出現(xiàn)故障時,結合數(shù)據(jù)來分析出現(xiàn)的原因,并根據(jù)平常的紀錄材料來做好預防工作,減少此類故障的發(fā)生;另一種方式就是,加強繼電保護的抗干擾能力。增強抗干擾能力是繼電保護的首要環(huán)節(jié),在電力系統(tǒng)中,接地的裝備都有一定的電阻值限制,要利用一定的措施來減少電阻值,這會有利于增強繼電保護的抗干擾能力。另外,還可以利用對接地和強化繼電保護裝備管理和控制來加強繼電保護的抗干擾能力,減少故障的發(fā)生。
三、 結語
本文分析了在35kv變電站設備運行的過程中,常見的幾種故障如:有線路電纜故障、真空斷路器及電壓互感器故障等等,這些故障需要采取不同的預防策略,在確保35kv變電站設備順利運轉的情況下,進而保證整個電力系統(tǒng)的正常運行,增強供電的穩(wěn)定性,對保障供電系統(tǒng)安全有效工作以及廣播系統(tǒng)的正常傳遞發(fā)射有一定的借鑒價值。
參考文獻:
[1] 楊軍.35kV變電站設備常見故障及維護探討[J]. 中小企業(yè)管理與科技(中旬刊). 2015(11)
摘 要:我國電力系統(tǒng)的發(fā)展必須以繼電保護的發(fā)展來保駕護航,隨著我國電力事業(yè)的進一步改革,對繼電保護的要求也越來越高。為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運行,對繼電保護的常見故障進行分析有重大的經濟意義。本文首先介紹了變電站繼電保護的常見故障,其次分析了處理故障的要點,再次介紹了變電站故障處理的措施,最后介紹了其發(fā)展前景。
關鍵詞:變電站;繼電保護;常見故障;處理措施
隨著我國社會主義的不斷發(fā)展和經濟水平的快速提升,電子信息的發(fā)展也日益蓬來,這也導致了我國的用電狀況時刻面臨高峰期。為解決該問題我們需要先進電子設備的引入,還需要一批有深厚基礎理論知識的技術人員。技術人員必須要有過強的故障維修知識、能力和經驗,這樣,當故障發(fā)生時,就可以及時發(fā)現(xiàn)并很好地解決,從而避免許多不必要的損失發(fā)生,更加可以保障電力運營的安全性。
一、變電站繼電保護常見故障
1.干擾方面的故障
干擾方面的原因導致繼電保護裝置產生故障其中主要包括:微機系統(tǒng)的抗干擾能力較差,當周圍存在通信設備時,變電站繼電保護裝置會受到通信信號的較大干擾,使得繼電保護裝置中的邏輯元件對外界環(huán)境產生錯誤的判斷,而發(fā)生誤動作,即繼電保護裝置產生故障。
2.定值整定故障
定值整定故障主要表現(xiàn)在:在電力調度過程中出現(xiàn)調度錯誤或者繼電保護工怍人員的整定值輸入錯誤;整定值的運算結果錯誤導致系統(tǒng)運行出現(xiàn)偏差;繼電保護設備老化,未及時更換而導致的定值整定故障;定值整定故障大都是由于人為因素導致的,主要表現(xiàn)為系統(tǒng)運算結果出現(xiàn)偏差或者錯誤。
3.隱形故障
根據(jù)變電站繼電保護故障統(tǒng)計結果顯示,隱形故障是導致停電事故的主要因素,并且對變電站運行的可靠性影響較大。電力企業(yè)在工作過程中要加大對隱形故障的排查力度,對容易發(fā)生跳閘元件的運行狀況給予高度重視,當發(fā)現(xiàn)隱形故障時迅速采取處理措施,以減少對其他工作的影響。
4.插件絕緣故障
變電站保護設備線路較為復雜,且集成度非常高,線路排列緊密,如果設備運行時間超過一定期限,由于靜電的影響會使得接線焊點周圍匯集大量的靜電微粒,這就使得接線焊點和周圍焊點之間產生導電通道,從而導致繼電保護裝置出現(xiàn)故障。
5.CT飽和故障
CT二次系統(tǒng)中主要用于對各種二次側的異常保護,當發(fā)生過電壓故障時可通過保護器的動作使得二次側短路,面板上自動顯示故障部位,當故障排除后,系統(tǒng)可重新投入運行。當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時將會產生瞬時快速增加的短路電流,導致CT發(fā)生飽和現(xiàn)象,從而使得繼電保護裝置無法正常工作。
二、處理變電站繼電保護故障的要點
1.做好故障信息的記錄工作。處理變電站繼電保護故障時,工作人員要嚴格按照相關的操作規(guī)范進行故障信息的記錄工作,采用及時記錄的方式對故障設備的名稱、型號、故障特點等相關數(shù)據(jù)信息進行記錄,檢修人員根據(jù)記錄的故障信息進行分析故障類型,并制定有效的處理措施。
2.考慮人為因素的影響。針對繼電保護產生故障的原因,并要全面分析各種可能導致該問題的原因,如果仍然無法判斷故障a生的主要原因就需要考慮人為操作的影響,從而實現(xiàn)故障原因的準確判斷。
3.注重元件的更新工作。由于電力設備的長時間運行,會存在設備的老化,從而導致繼電保護設備出現(xiàn)故障,檢修人員在處理變電站繼電保護故障時,要以設備的運行狀態(tài)為依據(jù),檢修元件是否存在故障,一經發(fā)現(xiàn)立即進行元件的更換,以實現(xiàn)故障范圍的有效控制,使得電力系統(tǒng)安全可靠運行。在實際工作中,經常會發(fā)生已經搜集各種數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)進行了詳細的分析和研究,但是由于數(shù)據(jù)具有不確定性,難以確定有效的解決方案,這就要求故障檢修人員要嚴格執(zhí)行相關的管理制度,全面了解設備的運行狀況,考慮人為因素對設備的影響,排除故障后應及時總結設備的運行規(guī)律,以便后續(xù)故障處理工作順利開展。
三、變電站繼電保護故障的處理措施
1.分階段處理措施
(1)在通道處于脫開狀態(tài)時,接入75Ω負載,并查看設備的自收自發(fā)的狀況,以實現(xiàn)對設備故障部位的精準判斷。
(2)進行接入通道之中,檢測通道的電平差,全面掌握通信電纜的運行情況,從而實現(xiàn)對故障點的精準判斷。
(3)檢查有線傳輸信號通道,檢查其中是否存在異常情況。
(4)在通道口解開之后,進行短接內回爐,短接成功之后,進行外側的短接,根據(jù)信號的接受狀況判斷通道的連接狀況。變電站繼電保護裝置中的分階段處理方法能夠實現(xiàn)短時間內變電站繼電保護故障問題的有效解決,從而使得變電站和電力系統(tǒng)正常安全運行。
2.分析處理措施和電位變化的處理措施
在變電站繼電保護故障處理中傳動操作中時常發(fā)生跳閘,跳閘之后迅速完成自動重合閘的現(xiàn)象,繼電保護維修人員針對此種現(xiàn)象,結合往常故障處理經驗可知微機系統(tǒng)產生故障后,容易發(fā)生跳閘,跳閘時間間隔一般為21秒,重合閘充電時間持續(xù)同樣為21秒,即跳閘時間和重合閘時間一致,然后以llOkV線路的開關重合回路的工作原理為依據(jù),導致故障產生的原因主要是充電時間遠超過規(guī)定的時間限制,處理變電站繼電保護故障中電位變化法經常被使用。電位變化法主要是根據(jù)二次回路中各個節(jié)點上電壓和電位的變化情況,以此為依據(jù)進行具體確定故障部位。它主要適用于開關處于拒分狀態(tài)或者拒合狀態(tài)指示燈發(fā)光不正常的情況,利用保護傳動試驗的方法檢查開路是否存在故障。分析處理法和電位處理法是變電站繼電保護故障處理中的常用的兩種方法,在方法的具體選擇上,相關工作人員要根據(jù)設計情況選擇最佳的方法,以實現(xiàn)故障的有效解決。
3.技術人員經驗判斷的處理措施
變電站繼電保護故障產生的原因較為復雜,相關技術人員處理故障時,自身除了具備相關的專業(yè)知識之外還要具有豐富的工作經驗,大部分技術人員為了實現(xiàn)故障及時排除,在日常工作中要注重對各種故障成因相處理方法的分析,當再次遇到相同的故障時能夠短時間內排除故障。技術人員經驗判斷法在實際變電站繼電保護故障處理中十分常見,尤其在特殊情況下,技術人員只有具有豐富的工作經驗才能實現(xiàn)故障的迅速解除,減少因此而帶來的經濟損失。電力企業(yè)為了實現(xiàn)降低自身損失,通常會聘用具有多年工作經驗的技術人員負責變電站繼電保護故障處理工作。
四、變電站繼電保護的發(fā)展前景
當前科學技術的發(fā)展使得變電站自動化程度越來越高,遠程自動化已成為變電站的未來發(fā)展趨勢。該系統(tǒng)設計最基本的要求就是確保整個電力系統(tǒng)的運行的安全性和可靠性的前提下,實現(xiàn)設備智能化的無人操作,從而保證各項設備運轉數(shù)據(jù)的準確記錄,為電力調度提供準確依據(jù)。簡而言之,在選擇變電站繼電保護設備時,最主要的設備穩(wěn)定性的高低,其中包括繼電保護設備在數(shù)據(jù)采集,在線監(jiān)控、運行等各方面的穩(wěn)定性,此外還要將設備擴展性的高低作為其選擇設備的依據(jù)。電力企業(yè)要建立完善的繼屯保護責任制度,針對容易出現(xiàn)故障的線路安排專門的工作人員定期檢查和維修,此外還要注重繼電保護系統(tǒng)相關機械設備,如果出現(xiàn)元件破損的現(xiàn)象要及時更換和維修,并將破損的零件進行回收,記錄故障情況和運行狀況。加大對檢修人員工作的監(jiān)督和檢查,避免在檢測和維修工作中出現(xiàn)失誤,以提高變電站故障檢修效率,保證整個電力系統(tǒng)安全可靠運行。
五、結語
及時、有效的處理變電站繼電保護的故障是一個重要課題,是保證電力系統(tǒng)正常運行的基礎。為了提高工作效率,提高經濟利益,就必須對繼電保護可能出現(xiàn)的故障進行系統(tǒng)分析,總結出一套詳盡的故障處理方案,結合專業(yè)素質過硬的技術人員,才能有效處理繼電保護的問題。
參考文獻:
【關鍵字】變壓器 斷路器 繼電器 電力故障分析處理
不管是什么,在日常使用中都會出現(xiàn)一些常見的故障,電力系統(tǒng)中關鍵設備承擔著電壓變換、電能分配和傳輸、分流、短路保護,并提供電力服務和控制。由于設備長期運行,故障和事故總不可能避免,且引發(fā)故障和事故又出于眾多方面的原因。如外力的破壞和影響,不可抗拒的自然災害,安裝、檢修、維護中存在的問題和制造過程中遺留的設備缺陷等事故隱患,特別是設備長期運行后造成的絕緣老化、材質劣化及預期壽命的影響,已成為發(fā)生故障的主要因素。同時,部分工作人員業(yè)務素質不高、技術水平不夠或違章作業(yè)等,都會造成事故或導致事故的擴大,從而危及電力系統(tǒng)的安全運行。我根據(jù)多年的工作經驗,綜述了電力系統(tǒng)主要設備在電力供應中常見的故障,同時提出了處理和防護的相應措施。
一、變壓器常見故障及處理
油浸電力變壓器的故障常被分為內部故障和外部故障兩種。內部故障為變壓器油箱內發(fā)生的各種故障,其主要類型有:繞組的線匝之間發(fā)生的匝問短路、各相繞組之間發(fā)生的相問短路、繞組或引出線通過外殼發(fā)生的接地故障等。外部故障為變壓器油箱外部絕緣套管及其引出線上發(fā)生的各種故障,其主要類型有:引出線之間發(fā)生相問故障等而引起變壓器內部故障或繞組變形、絕緣套管閃絡或破碎而發(fā)生的短路等。而對變壓器本身影響最嚴重、目前發(fā)生機率最高的是變壓器出口短路故障。變壓器短路故障主要指變壓器出口短路,以及內部引線或繞組間對地短路、及相與相之間發(fā)生的短路而導致的故障。變壓器正常運行中由于受出口短路故障的影響,遭受損壞的情況較為嚴重。
為降低短路事故率,一是應采取選用能順利通過短路試驗的變壓器并合理確定變壓器的容量,合理選擇變壓器的短路阻抗。二是提高電力線路的絕緣水平,特別是提高變壓器出線一定距離的絕緣水平,同時提高線路安全走廊和安全距離要求的標準,降低近區(qū)故障影響和危害,包括重視電纜的安裝檢修質量(因電纜頭爆炸大多相當于母線短路;對重要變電站的中、低壓母線,考慮全封閉,以防小動物侵害;提高對開關質量的要求,防止發(fā)生拒分等。三是要核算短路電流,并限制短路電流的危害。如采取裝備用電源自投裝置后開環(huán)運行,以減少短路時的電流和簡化保護配置;對故障率高的非重要出線,可考慮退出重合閘保護;提高速切保護性能,壓縮保護時間;220kV 及以上電壓等級的變壓器盡量不直接帶l0kV 的地區(qū)電力負荷等。四是提高運行管理水平,防止誤操作造成的短路沖擊;要加強變壓器的適時監(jiān)測和檢修,及時發(fā)現(xiàn)變壓器的變形強度,保證變壓器的安全運行。
二、配電柜常見故障及處理
變壓器進線相序錯誤、斷路器未儲能以及電容器不能自動投切等問題都是配電柜的常見故障,針對這些常見故障我們一起來總結一些配電柜的常見故障及解決措施:
合閘按鈕接觸不良,解決方法是更好一個新的合閘按鈕;控制回路的熔芯燒壞,解決辦法是首先看一下控制回路是否正常無短路現(xiàn)象,如果沒有問題及時更好一個新的熔芯;斷路器未儲能,解決方法是檢查電動機控制電源電壓并且保證電源電壓大于或等于;合閘電磁鐵已燒壞,解決方法是及時更換新的合閘電磁鐵;進線柜主開關不能分閘可能是由于分閘線圈燒壞,解決方法更換分閘線圈;主計量無功表反轉或不轉;電容補償功率因數(shù)偏高或超前,解決方法是調整電容補償至;變壓器進線相序錯誤,解決方法重新調整相序;電流取樣信號線未接,解決方法:接好電流取樣信號線;只有找到配電柜發(fā)生故障的根源才知道應該采取何種解決措施。
三、繼電器常見故障及處理
一是電流互感飽和故障。電流互感器的飽和對電力系統(tǒng)繼電保護的影響是非常之大。隨著配電系統(tǒng)設備終端負荷的不斷增容,如果發(fā)生短路,則短路電流會很大。如果是系統(tǒng)在靠近終端設備區(qū)的位置發(fā)生短路時,電流可能會達到或者接近電流互感器單次額定電流的100倍以上。在常態(tài)短路情況下,越大電流互感器誤差是隨著一次短路電流倍數(shù)增大而增大,當電流速斷保護使靈敏度降低時就可能阻止動作。在線路短路時,由于電流互感器的電流出現(xiàn)了飽和,而再次感應的二次電流小或者接近于零,也會導致定時限過流保護裝置無法展開動作。當在配電系統(tǒng)的出口線過流保護拒絕動作時而導致配電所進口線保護動作了,則會使整個配電系統(tǒng)出現(xiàn)斷電的狀況。
二是開關保護設備的選擇不當。開關保護設備的選擇是非常重要的一項工作,現(xiàn)在的多數(shù)配電都在高負荷密集的地區(qū)建立起開關站,也就是采用變電所―開關站―配電變壓器的供電輸電的模式。在未實現(xiàn)繼電保護自動化的開關站內,我們應當更多地采用負荷開關或與其組合的繼電器設備系統(tǒng)作為開關保護的設備。
常見的繼電保護故障的處理方法有對比法、短接法以及替換法。通過對正常設備和非正常設備的相關技術參數(shù)對比,找出不正常設備的故障點。這個方法主要用于檢查接線錯誤、定值校驗過程中測試值與預想值有比較大差異的故障。在進行改造和設備更換之后二次接線不能正確恢復時,可參照同類設備的接線。并在繼電器定值校驗時,如果發(fā)現(xiàn)某一只繼電器測試值與整定值相差得比較遠,此時,不可以輕易做出判斷,判斷該繼電器特性不好,應當調整繼電器上的刻度值,可用同只表計去測量其他相同回路同類繼電器進行比較。用完好的元件代替被認定有故障的元件,來判斷它的好與壞,可以快速縮小故障的查找范圍?;蛘邔⒒芈纺骋欢位蛞徊糠钟枚探泳€短接,來進行判斷故障是否存在短接線范圍內或者其他地方,這樣來確定故障范圍。此法主要是用在電磁鎖失靈、電流回路開路、切換繼電器不動作、判斷控制等轉換開關的接點是否完好。
隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展,電力設備的保護技術也會面臨新的挑戰(zhàn)和機遇,其將沿著計算機化、網(wǎng)絡化,保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化的發(fā)展方向去發(fā)展。我們將不斷學習和總結電力常規(guī)設備的故障診斷技術和有效處理方法,推動新技術的引進、應用,為我國電力技術的進步做出應有的貢獻。
參考文獻:
關鍵詞:繼電保護;供電系統(tǒng);電力變壓器故障
中圖分類號:TM7文獻標識碼: A
一、電力變壓器的常見故障和非正常運行狀態(tài)
電力變壓器的故障分為內部和外部兩種故障。內部故障指變壓器油箱里面發(fā)生的各種故障,主要靠瓦斯和差動保護動作切除變壓器;外部故障指油箱外部絕緣套管及其引出線上發(fā)生的各種故障,一般情況下由差動保護動作切除變壓器。速動保護(瓦斯和差動)無延時動作切除故障變壓器,設備是否損壞主要取決于變壓器的動穩(wěn)定性。而在變壓器各側母線及其相連間隔的引出設備故障時,若故障設備未配保護(如低壓側母線保護)或保護拒動時,則只能靠變壓器后備保護動作跳開相應開關使變壓器脫離故障。因后備保護帶延時動作,所以變壓器必然要承受一定時間段內的區(qū)外故障造成的過電流,在此時間段內變壓器是否損壞主要取決于變壓器的熱穩(wěn)定性。因此,變壓器后備保護的定值整定與變壓器自身的熱穩(wěn)定要求之間存在著必然的聯(lián)系。
變壓器的不正常運行狀態(tài)即變壓器在故障狀態(tài)運行的狀態(tài),變壓器在不正常的運行狀態(tài)運行,會加快絕緣材料老化、使得鐵芯、繞組和其他金屬構件熱量過高,從而降低絕緣強度,減少變壓器的使用壽命,導致其他故障的發(fā)生。因此,電力變壓器要裝設繼電保護裝置,以及時將短路故障切斷,防止更大的損壞的發(fā)生。
二、電力變壓器常見故障
電力變壓器在運行過程中,一般常出現(xiàn)的故障主要分為內部故障和外部故障兩種。內部故障的危險性要大于外部故障,曾有內部故障在嚴重情況下導致變壓器油箱爆炸,造成整個供電系統(tǒng)癱瘓。電力變壓器常見的故障主要分為芯體、變壓器油、磁路等方面的故障。芯體故障主要就是集中在絕緣層老化或者線圈受潮導致的短路方面,短路會使繞組造成的機械損傷,影響變壓器的使用。變壓器油故障主要是絕緣油長時間的高溫運行,導致氧化或吸收空氣中的水分使絕緣性能下降,進而導致一定的閃絡放電情況。也有部分的變壓器油故障是由于油泥沉積阻塞油道,進而使變壓器的散熱性能變差,長時間運行導致危險發(fā)生。磁路故障是變壓器最常見故障,磁路的芯體絕緣老化,導致漏磁漏電情況,或磁路的螺絲碰接鐵芯導致磁路不能正常工作,或壓鐵松動引起電磁鐵振動和噪聲等。這些故障有的能夠通過異?,F(xiàn)象發(fā)現(xiàn)并及時排除,但更多的是隱形故障,平時很難發(fā)現(xiàn),使在變壓器故障狀態(tài)運行是很危險的,需要及時的發(fā)現(xiàn)并且排除故障。
三、繼電保護
(一)繼電保護的特點與要求
繼電保護裝置是目前人們采用的最普遍的裝置,自繼電保護裝置應用開始,短時間內就得到廣泛利用,主要是由其特點決定的。繼電保護的特點是可靠性高、
實用性強,并且能夠實現(xiàn)遠程監(jiān)控。繼電保護應用的裝置是配置合理并且科學技術含量高的繼電保護裝置。繼電保護的信息管理技術采用方法庫與數(shù)據(jù)庫,整個信息管理系統(tǒng)由傳統(tǒng)的分散式傳輸轉變?yōu)榧惺竭\輸。各種新技術與新系統(tǒng)的使用使繼電保護的可靠性增強。繼電保護信息系統(tǒng)的應用,使供電系統(tǒng)中出現(xiàn)的實際問題,能夠通過系統(tǒng)有效的對各個部分中的各類數(shù)據(jù)及時使用和共享,更方便工作人員的操作,因此繼電保護的實用性也得到增強。隨著電子技術與信息化技術在各個領域的推廣與應用,供電系統(tǒng)也及時的根據(jù)實際情況采用了新的信息化技術。通過電子信息技術的應用,能夠對供電系統(tǒng)的電力變壓器的運行狀態(tài),進行二十四小時無人監(jiān)控。最先進的是通過運行狀態(tài)分析,能夠發(fā)現(xiàn)電力變壓器的隱形故障,及時的在大的故障產生前把隱形故障排除,保障了供電系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運行,減少了經濟損失。
現(xiàn)代的繼電保護雖然有著非常好的優(yōu)勢,但是對裝置的要求更高,沒有好的繼電保護裝置,繼電保護的特點與性能就不能完全發(fā)揮。繼電保護裝置最基本的要求就是靈敏性與可靠性。供電系統(tǒng)一般要求繼電保護裝置的設計原理、整定計算、安裝調試等全部要正確無誤,還要求組成繼電保護裝置的各元件的質量可靠。繼電保護裝置也需要定期的進行運行維護檢查與保養(yǎng),盡量提高供電系統(tǒng)變壓器繼電保護的可靠性。
(二)繼電保護措施
1.瓦斯保護
瓦斯保護是供電系統(tǒng)電力變壓器油箱的主要保護措施,能夠在變壓器油箱發(fā)生內部故障的時候自動啟動。變壓器油箱內部發(fā)生故障一般會引起油面降低,瓦斯繼電器的能夠平衡錘的力矩會發(fā)生變化而降落,從而接通上下觸點,自動發(fā)出報警信號。供電系統(tǒng)的電力變壓器發(fā)生突發(fā)性的嚴重事故的時候,也會有相應應對措施。變壓器的最嚴重故障為油箱漏油,油箱漏油會使變壓器發(fā)生爆炸,導致整個供電系統(tǒng)癱瘓。漏油使電力變壓器的液面會發(fā)生較大的變化,繼電器的上下觸點也能夠接觸,初步實現(xiàn)自動報警。隨著漏油的繼續(xù),油位降低到一定數(shù)值,繼電器能夠自動跳閘保護整個供電系統(tǒng),避免大的損失產生。供電系統(tǒng)的電力變壓器大多在0.8MVA以上,都應該配備瓦斯保護裝置。
2.差動保護
供電系統(tǒng)的變壓器內部引出線短路,絕緣套管相間短路故障發(fā)生時,變壓器內的匝間出現(xiàn)問題時,繼電系統(tǒng)都會及時啟動電流速斷保護。電流速斷保護的主要優(yōu)勢是能夠準確的定位故障發(fā)生的位置,及時分析出發(fā)生故障的類型,然后馬上調用內部已經編訂好的程序,根據(jù)故障的情況發(fā)出相應的預警措施。如果故障程度比較輕,差動保護可以預警后并延長故障繼續(xù)發(fā)生的時間,為專業(yè)人員的維修提供一定的時間差,同時差動保護還可以利用已經編好的程序,對小型故障進行自動的排除等。如果故障程度比較嚴重,差動保護會直接報警并且斷電,避免短路后經濟損失情況的發(fā)生。由于差動保護具有以上的優(yōu)勢,目前供電系統(tǒng)廣泛采用該技術,它將成為未來繼電保護的一種趨勢。
3. 過電流保護
過電流保護是作為瓦斯保護和差動保護后備保護,可以準確反應出變壓器短路所導致的過電流。過電流保護裝置一般是裝在電力變壓器的電源側,并且根據(jù)變壓器的要求裝配不同的保護裝置。升降壓變壓器處可以裝配復合電壓起動的過電流保護,大接地電流系統(tǒng)中,可以在變壓器外部裝配零序電流保護,作為主變壓器保護的后備保護。過電流保護的具體啟動方式應該根據(jù)相配備的變電器的相應數(shù)據(jù)進行合理選擇,沒有統(tǒng)一的標準,可以根據(jù)供電系統(tǒng)的不同需求裝配不同的 過電流保護裝置。
4.過勵磁保護
現(xiàn)代供電系統(tǒng)由與工作電壓過高,電力變壓器的額定磁密接近飽和。頻率降低時與電壓升高時,變壓器都很容易出現(xiàn)過勵磁,導致鐵心的溫度上升影響絕緣性能。安裝勵磁保護裝置,可將變壓器的過勵磁引起的過電流反映出來,從而可防止變壓器絕緣老化,提高變壓器的使用效能。
5.過負荷保護
過負荷保護能夠反應變壓器正常運行時所出現(xiàn)的過負荷情況。過負荷裝置僅在變壓器有可能過負荷的情況下才裝設,通常能夠檢測出過負荷的信號。它的基本工作原理為:一相上進行一個電流繼電器的裝設,并經過一定時間延長動作于信號來進行過負荷保護
四、結論
供電系統(tǒng)的電力變壓器由于運行時的各種因素產生故障,對供電系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定造成影響。許多隱性的故障人工排除比較困難,突發(fā)性的嚴重故障會造成巨大的經濟損失,必須要有好的繼電保護促使才能避免損失。而事實證明,繼電保護裝置措施可以改善變壓器嚴重故障發(fā)生概率,對于隱性故障能夠起到報警作用。研究和應用繼電保護措施,可以促進供電系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全。
參考文獻:
[1] 丁永生. 10kV供電系統(tǒng)中變壓器繼電保護分析[J],中國新技術產品,2009(23)