電力系統(tǒng)繼電保護故障及預(yù)防措施

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電力是社會不可或缺的能源之一，電力系統(tǒng)在其中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，由于電網(wǎng)運行方式較為復(fù)雜，其處于頻繁變化的狀態(tài)之中，因此為保障電力系統(tǒng)運行的安全可靠，必須加強在日常使用中的維護，而繼電保護裝置便是其中的關(guān)鍵所在。繼電保護裝置的應(yīng)用，可避免電力系統(tǒng)故障所造成的風(fēng)險，維護電網(wǎng)設(shè)備的安全。但由于受各種因素的影響，繼電保護裝置本身也面臨著故障風(fēng)險，一旦發(fā)生故障將無法發(fā)揮保障功能，影響電力系統(tǒng)的安全運行。鑒于此，本文基于電力系統(tǒng)保護視角，探討繼電保護裝置的常見故障及預(yù)防，以其全面發(fā)揮其功能優(yōu)勢，預(yù)防電力系統(tǒng)運行事故的發(fā)生。電力屬于清潔能源之一，發(fā)揮著重視地社會能源供應(yīng)職能，隨著社會用電量的急劇攀升，對于供電質(zhì)量的要求也日益提高，如何保障電力系統(tǒng)地高效安全運行，成為行業(yè)亟待解決的問題。通常而言，為提升電力系統(tǒng)供電質(zhì)量，繼電保護裝置被廣泛應(yīng)用其中，并且依托網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)優(yōu)勢，實現(xiàn)了自動化控制的目標(biāo)，能夠?qū)﹄娏\行狀態(tài)實施監(jiān)測。但在實際的應(yīng)用也不乏各種故障問題，嚴(yán)重阻礙了電力系統(tǒng)地安全運行，因此必須重視繼電保護裝置的分析，對部分常見故障及時排除和預(yù)防。

電力系統(tǒng)中繼電保護裝置的重要性

以我國目前的電力消耗而言，已經(jīng)占據(jù)了極大的比重，更成為最重要的電力能源市場。與此同時，國家在“十三五規(guī)劃”中強調(diào)加強電力能源保障，相繼加大了電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施地投入，逐步形成了更加龐大的電力網(wǎng)絡(luò)。事實上，電力系統(tǒng)的應(yīng)用與保障，不僅體現(xiàn)在宏觀層面上，從微觀的繼電保護裝置應(yīng)用中，同樣需要加強關(guān)注與研究。繼電保護裝置主要應(yīng)用于電力末端節(jié)點，避免因電壓不穩(wěn)、浪涌、短路等問題導(dǎo)致的設(shè)備損壞，通過對電力環(huán)境地監(jiān)測及時進行保護，維護末端電力設(shè)備地安全運行。并且，依托對繼電保護裝置數(shù)據(jù)的收集，可以對電力系統(tǒng)故障實現(xiàn)快速定位、分類及排除，實現(xiàn)電力系統(tǒng)管理的自動化、智能化。

電力系統(tǒng)繼電保護裝置的常見故障

繼電保護裝置定值故障

由于電力系統(tǒng)運行過程并非一成不變的，而是隨著電力應(yīng)用程度的變化而變化，因此繼電保護裝置在應(yīng)用中會涉及到定值問題。一般來說，繼電保護裝置應(yīng)用需要滿足部分條件，以更好地發(fā)揮其保護效用，但如果受到定值因素的影響，其實際效果將大打折扣，主要源于兩個方面，一方面是人為因素，即繼電保護裝置的安裝及使用中，受到人員專業(yè)能力、計算精確性等影響，在繼電保護裝置定值時產(chǎn)生較大誤差，導(dǎo)致理論與實際之間存在不匹配性；另一方面是裝置因素，即由于繼電保護裝置屬于電子器件，對其質(zhì)量、壽命及使用條件要求更高，如果出現(xiàn)元件老化、損壞、環(huán)境變化及電源故障等，均會導(dǎo)致定值漂移現(xiàn)象，影響其實際功能的發(fā)揮。繼電保護裝置運行故障繼電保護裝置作為電力系統(tǒng)的重要組成，其所承擔(dān)的保護功能是長期性地，面對復(fù)雜地電力運行變化，繼電保護裝置的功能要求也更高。而正是受制于此，繼電保護裝置在實際的應(yīng)用中，在內(nèi)部因素及外部環(huán)境的影響下，極易發(fā)生偶發(fā)性的運行故障，如設(shè)備長期高負(fù)荷運轉(zhuǎn)及電網(wǎng)線路溫度過高等，都將成為導(dǎo)致繼電保護裝置故障的因素，若不加強檢測與維修，將難以確保繼電保護裝置的長期有效運行。

繼電保護裝置元件質(zhì)量

根據(jù)繼電保護裝置所發(fā)揮的功能看，其功能范圍越寬泛，所應(yīng)用的精密測量元件數(shù)量也越復(fù)雜，而眾多元件的組合應(yīng)用，不僅考驗著其設(shè)計能力，更對元件的質(zhì)量提出更高要求。一般而言，繼電保護裝置由電流互感器、二次保護回路、測量元件及執(zhí)行輸出等構(gòu)成，特別是測量元件需要較高的敏感度，一旦電網(wǎng)出現(xiàn)負(fù)荷異常時，需要及時做出反應(yīng)。反之，如果其元件質(zhì)量不達標(biāo)或者靈敏性不夠，當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷變化較大時仍無法檢測，導(dǎo)致繼電保護開關(guān)無法啟動。

電流和電壓互感器故障

短路或斷路是電力系統(tǒng)運行中的最常見問題，并且所造成的損害也是極其巨大地，尤其是短路問題產(chǎn)生時，電網(wǎng)會瞬間產(chǎn)生極高電流和電壓，這就需要繼電保護裝置利用二次回路電流予以保護。而電流和電壓互感器屬于其前端元件，如果出現(xiàn)飽和故障，將無法完成二次回路電流，或者裝置存在誤動、拒動等問題，導(dǎo)致整個電網(wǎng)的停電問題。

外部因素引發(fā)裝置故障

繼電保護裝置應(yīng)用場景復(fù)雜，需要結(jié)合實際環(huán)境科學(xué)應(yīng)用，如果不能規(guī)避外部環(huán)境因素帶來的影響，勢必影響其使用效果。如在強電磁干擾的環(huán)境下，斷電保護裝置極易產(chǎn)生元件故障，導(dǎo)致指令地誤傳或者保護地誤動等。另外，開關(guān)保護設(shè)備作為關(guān)鍵組成，同樣對繼電保護產(chǎn)生著影響，尤其是在用電高負(fù)荷區(qū)域，開關(guān)保護設(shè)備作用顯著，必須加強與繼電保護的配合，一旦出現(xiàn)故障將無法發(fā)揮作用。

電力系統(tǒng)繼電保護裝置故障預(yù)防措施

替換法在故障處理中的應(yīng)用

根據(jù)繼電保護裝置的設(shè)計要求和應(yīng)用特點，在繼電保護裝置發(fā)生故障時，應(yīng)充分考慮其影響因素，主要是針對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及元件實施檢查，若判斷為其相關(guān)元件存在故障，或者是元件功能不穩(wěn)定等問題，則應(yīng)直接采用替換的方式進行維修，確保故障得到根本上的排除。通常而言，替換法是繼電保護裝置最常用方法，操作中可采取替換檢驗的方式進行，當(dāng)繼電保護裝置發(fā)生故障時，可利用周邊備用插件、設(shè)備作為替代，若故障在替代元件后消失，則表示故障處理有效，否則應(yīng)繼續(xù)深入分析問題。以110kV旁路故障為例，當(dāng)LFP－941A微機保護燈閃爍時，故障檢測難度較高，此時可將備用設(shè)置插件對調(diào)，以檢測故障的源頭。

參照法在故障處理中的應(yīng)用

顧名思義，參照法主要是依托于數(shù)據(jù)值的比較，以尋找異常數(shù)據(jù)信息，如將繼電保護裝置的正常參數(shù)與異常參數(shù)實施對比，判斷故障的產(chǎn)生因素及故障點。主要包括如下方面：（1）回路改造或者更換設(shè)備后，實施二次連接但仍無法恢復(fù)時，可以依據(jù)故障特點對同類型設(shè)備進行接線參照，如故障排除則表示接線錯誤所致。因此在繼電保護裝置的接線中，可以適時采取參照接線方式，避免二次接線錯誤問題，并在此過程中對線頭進行分類編碼，以減少后續(xù)維護的壓力。（2）在繼電保護裝置定值校驗中，若存在設(shè)定值與實際值差距較大時，應(yīng)優(yōu)先對刻度值實施調(diào)整，而非是判定繼電器性能好壞，通過調(diào)整和測量以發(fā)現(xiàn)問題，并及時更換。（3）保護帶負(fù)荷試驗中的數(shù)據(jù)難以確認(rèn)時，可以參照同類型設(shè)備的數(shù)據(jù)進行讀取，通過微機所顯示信息進行比較，以縮小故障判斷的范圍。

分段法在故障處理中的應(yīng)用

針對繼電保護裝置的故障處理時，可以將其劃分為兩個或者多個分析部分，并依據(jù)相應(yīng)的步驟實施處理。（1）在繼電保護裝置中高頻保護裝置無法發(fā)送告警信號時，由于其涉及到兩側(cè)收發(fā)信機及通道設(shè)備，因此可以采取分段法實施處理。即依據(jù)通道分布及功能規(guī)律，將通道進行分段檢驗，利用電平表對其功能進行確定，檢查是否具備正常的自發(fā)自收功能，以判斷其故障點及范圍。反之，則再次接入其他通道結(jié)合濾波器通信電纜端測，對相關(guān)的電纜線進行檢測，判斷故障的產(chǎn)生范圍。（2）在光纖通道及遠動檢測中，將各通道口斷開，隨后利用短接內(nèi)回路對各個通道進行檢測，通過對裝置內(nèi)部信息的收集，以判斷其功能的有效性。最后再對外側(cè)短接環(huán)信號接收情況進行分析，判斷通道的運行情況，避免故障的產(chǎn)生。

結(jié)語

總而言之，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的增加，繼電保護裝置的應(yīng)用范圍也越來越大，為保障電力系統(tǒng)運行安全，應(yīng)加強對繼電保護裝置的關(guān)注，切實排除常見的故障，并采取相應(yīng)的預(yù)防措施，以降低檢測與維修的成本，真正保證電力能源的持續(xù)供應(yīng)，確保社會活動、生成活動地順利開展。

作者：馮煥松 崔遠遠 梁睿 周孟璇 龍超城 單位：遵義綏陽供電局