探討繼電保護(hù)系統(tǒng)中的隱形故障

摘 要：設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)量中的非電量包括機(jī)械量信號(hào)及各種化學(xué)信號(hào)等。設(shè)備缺陷導(dǎo)致設(shè)備異常運(yùn)行，通過對(duì)異常運(yùn)行的測量分析，可以揭露設(shè)備內(nèi)部隱形缺陷的存在和發(fā)展情況，有利于及時(shí)檢修防止缺陷蔓延與發(fā)展。文章通過繼電保護(hù)系統(tǒng)中隱形故障的危害和解決措施、隱形故障的監(jiān)測與控制等方面探究繼電保護(hù)系統(tǒng)中的隱形故障。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù) 隱形故障 措施

中圖分類號(hào)：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）12（c）-0112-01

在發(fā)電廠安全生產(chǎn)過程中，繼電保護(hù)裝置長時(shí)間運(yùn)行，保護(hù)裝置可能出現(xiàn)故障。在這些故障中，有些為顯性，能通過監(jiān)控系統(tǒng)看到告警信息；有些故障卻不會(huì)產(chǎn)生任何告警信息，同時(shí)又影響保護(hù)裝置正常工作，對(duì)設(shè)備安全運(yùn)行埋下了隱患。設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)量中的非電量包括機(jī)械量信號(hào)及各種化學(xué)信號(hào)等。機(jī)械量信號(hào)有：（1）與安全生產(chǎn)無直接關(guān)系的信號(hào)，如聲音、設(shè)備溫度等。（2）與安全生產(chǎn)有直接關(guān)系的信號(hào)，如繼電保護(hù)信號(hào)等?；瘜W(xué)信號(hào)視具體的設(shè)備和故障情況不同，如絕緣油含烴量、潤滑油酸階等。

1 繼電保護(hù)系統(tǒng)中的隱形故障的危害和解決措施

1.1 重合閘的隱形故障

2009年夏天雷雨季節(jié)，兩跨省聯(lián)絡(luò)線因雷擊導(dǎo)致兩側(cè)同時(shí)跳閘，重合閘不成功。事后檢查保護(hù)裝置回路接線正確，故障錄波圖和故障事件記錄均表明為單相接地且為對(duì)角線的相。在平行雙非故障線路可能由于零序互感的原因產(chǎn)生縱向互感零序電勢，如果故障點(diǎn)與隱形故障線路電氣距離較遠(yuǎn)，故障點(diǎn)產(chǎn)生的橫向零序電勢不足以抵消互感零序電勢的影響，其綜合作用與線路單相跳閘后非全相運(yùn)行的情況類似，此時(shí)，隱形故障線路兩側(cè)的零序方向均為正方向，零序方向縱聯(lián)保護(hù)是否誤動(dòng)取決于零序動(dòng)作電流。多會(huì)有零序互感關(guān)聯(lián)的線路發(fā)生接地故障時(shí)，非故障線路零序方向保護(hù)可能誤動(dòng)作。由于在線路換位對(duì)稱的條件下，正、負(fù)序無互感，同時(shí)，也只有在“強(qiáng)磁弱電”的條件下，隱形故障線路才可能誤動(dòng)，這兩種情況下，負(fù)序電壓、電流與零序電壓、電流的比值均很小?？梢圆捎秒娏麟妷贺?fù)序分量閉鎖零序方向縱聯(lián)保護(hù)的方式，來防止非故障線路零序方向保護(hù)誤動(dòng)作，采用此方法后，原來電壓二次回路連接不規(guī)范，存在附加電壓影響零序電壓相位，導(dǎo)致零序方向元件誤動(dòng)的問題也得到解決。

1.2 電動(dòng)機(jī)的隱形故障

電動(dòng)機(jī)帶有一臺(tái)離心風(fēng)機(jī)（110 kW，201 A 380 V，四極三角形連接）采用ABB公司塑殼斷路器S3H250 R250 TM 10Ith 3P空載情況下直接全壓啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，接觸器吸合瞬間，斷路器立即脫扣，更換較大容量斷路器后，電動(dòng)機(jī)可以啟動(dòng)，通過電氣柜門上的儀表讀到啟動(dòng)電流為1600 A左右，約8.0 xIe，用戶認(rèn)為ABB提供的斷路器保護(hù)特性不合格。籠型異步電動(dòng)機(jī)全壓啟動(dòng)的電流波形圖和三相對(duì)稱短路電流波形類似，啟動(dòng)瞬間的第一個(gè)周波，電流尖峰值最大，約為穩(wěn)態(tài)啟動(dòng)電流的2～2.3倍，之后逐漸衰減，約4，5個(gè)周波后回到穩(wěn)態(tài)啟動(dòng)電流。S3H250 10Ith斷路器的磁脫扣值允許范圍為2000～3000 A，尖峰電流值在這個(gè)范圍內(nèi)時(shí)，S3H250 10Ith瞬時(shí)脫扣是合理的。問題在于電機(jī)整定值設(shè)置不當(dāng)造成。

2 隱形故障的監(jiān)測與控制

2.1 狀態(tài)檢修

狀態(tài)檢修工作基本流程包括：設(shè)備信息收集、設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、檢修策略、檢修計(jì)劃、檢修實(shí)施及績效評(píng)估七個(gè)環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的故障檢修和定期檢修方式主要缺點(diǎn)是陪試率低和陪修率高，增加了不必要的生產(chǎn)成本，且給設(shè)備帶來負(fù)面影響。隨著技術(shù)進(jìn)步和電網(wǎng)快速發(fā)展，傳統(tǒng)的檢修方式已經(jīng)難以適應(yīng)當(dāng)前電網(wǎng)發(fā)展和公司發(fā)展的需要。狀態(tài)檢修管理模式減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，為提高設(shè)備運(yùn)行可靠性提供了保障。檢修人員的定期試驗(yàn)和測量工作大大減少，節(jié)省了大量的備品經(jīng)費(fèi)。降低了設(shè)備因定期檢修引起故障的可能性。

2.2 電廠熱故障在線監(jiān)測

當(dāng)由于各種原因破壞了鐵心絕緣而造成片間局部短路時(shí)，短路的局部區(qū)域?qū)a(chǎn)生較大的渦流而發(fā)熱，進(jìn)一步破壞相鄰部分的片間絕緣而使故障擴(kuò)大。當(dāng)環(huán)流增大到一定程度時(shí)，將使硅鋼片熔化、局部高溫同時(shí)將破壞繞組（線圈）絕緣造成電氣事故。根據(jù)實(shí)際需要靈活設(shè)置自動(dòng)巡檢方案、巡檢方案啟動(dòng)時(shí)間及啟動(dòng)頻率，在巡檢過程中，根據(jù)設(shè)置的自動(dòng)診斷規(guī)則，自動(dòng)分析診斷熱故障，并通過短信等方式發(fā)布報(bào)警信息，包括單區(qū)域溫度報(bào)警、多區(qū)域溫度報(bào)警、多區(qū)域（多相）之間溫差報(bào)警。根據(jù)熱故障監(jiān)測實(shí)際需要設(shè)置的監(jiān)測點(diǎn)，系統(tǒng)自動(dòng)采集紅外圖譜，并自動(dòng)采集與之配套的可見光圖像，通過紅外熱像圖重新解讀與再分析模塊、符合規(guī)程的輔助診斷模塊、圖形檢索和對(duì)比模塊、圖庫分類管理和查詢模塊、檢驗(yàn)報(bào)告管理模塊對(duì)設(shè)備的健康狀況進(jìn)行監(jiān)測，以便分析診斷。

3 結(jié)語

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理中的接觸問題存在著，是不可避免的，但也無法徹底消除。觸點(diǎn)故障是導(dǎo)致大過失的主要因素之一，我們必須采取切實(shí)有效的措施將其控制。目前，在很多系統(tǒng)中已經(jīng)呼吁采用接觸式故障監(jiān)測和控制方式。伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及人工智能的發(fā)展，會(huì)出現(xiàn)更多的方法來減少隱形故障對(duì)運(yùn)行設(shè)備的影響，從而避免大規(guī)模電力事故的發(fā)生。

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