繼電保護(hù)的作用及故障處理方法的探討

摘要：現(xiàn)代電力系統(tǒng)主要由發(fā)電機(jī)、變壓器、用電設(shè)備、母線及輸配線路等組成，在其運(yùn)行過程中可能受到各種主客觀因素的影響，而發(fā)生不正常運(yùn)行現(xiàn)象或故障，而安裝繼電保護(hù)裝置則可以有效預(yù)防運(yùn)行及安全事故的發(fā)生，從電力系統(tǒng)中選擇、速動(dòng)、靈敏以及可靠地排除故障元件，從而形成保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的屏障。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；作用及故障；處理方法

引言

近幾十年來，繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展迅速，與其他電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備比較其發(fā)展的速度來看，從80年代的電磁繼電器、感應(yīng)繼電器的保護(hù)到現(xiàn)在的微機(jī)型保護(hù)，保護(hù)裝置的性能與可靠性在不斷提高。各類保護(hù)裝置正確的動(dòng)作率能達(dá)到95%以上，220kV以上的更能達(dá)到99%以上，繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展保證了國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活安全、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟(jì)供電。

1.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用

在電力系統(tǒng)被保護(hù)元件發(fā)生故障的時(shí)候，繼電保護(hù)裝置能自動(dòng)、有選擇性地將發(fā)生故障元件從電力系統(tǒng)中切除掉來保證無故障部分恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)，避免故障元件繼續(xù)遭到損害，以減少停電的范圍；如果被保護(hù)元件出現(xiàn)異常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，繼電保護(hù)裝置能及時(shí)反應(yīng)，根據(jù)維護(hù)條件，發(fā)出信號(hào)、減少負(fù)荷或跳閘動(dòng)作指令。此時(shí)，一般不要求保護(hù)迅速動(dòng)作，而是根據(jù)對(duì)電力系統(tǒng)及其元件危害程度規(guī)定一定的延時(shí)，以避免不必要的動(dòng)作。同時(shí)，繼電保護(hù)裝置也是電力系統(tǒng)的監(jiān)控裝置，可以及時(shí)測(cè)量系統(tǒng)電流電壓，從而反映系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

繼電保護(hù)的基本要求應(yīng)當(dāng)滿足選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性的要求。選擇性指保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，僅將故障器件從電力系統(tǒng)中單獨(dú)切除，使停電的范圍盡量地縮小，保證系統(tǒng)中無故障的部分正常運(yùn)行；速動(dòng)性是指保護(hù)裝置應(yīng)盡快切除短路故障，它的目的就是提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從而減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度，縮小受故障所影響范圍，提高自動(dòng)重合閘和備用設(shè)備自動(dòng)投入的效果；靈敏性是指對(duì)于保護(hù)的范圍內(nèi)，發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力；可靠性是指繼電保護(hù)裝置在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生動(dòng)作時(shí)的可靠程度。

2.繼電保護(hù)常見的故障分析

2.1電流互感器飽和故障。電流互感器的飽和對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的影響是非常之大的。隨著配電系統(tǒng)設(shè)備終端負(fù)荷的不斷增容，如果發(fā)生短路，則短路電流會(huì)很大。如果是系統(tǒng)在靠近終端設(shè)備區(qū)的位置發(fā)生短路時(shí)，電流可能會(huì)達(dá)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，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(dāng)電流速斷保護(hù)使靈敏度降低時(shí)就可能停止動(dòng)作。在線路短路時(shí)，由于電流互感器的電流出現(xiàn)了飽和，而再次感應(yīng)的二次電流小或者接近于零，也會(huì)導(dǎo)致定時(shí)限過流保護(hù)裝置無法動(dòng)作。當(dāng)在配電系統(tǒng)的出口線過流保護(hù)拒絕動(dòng)作時(shí)而導(dǎo)致配電所進(jìn)口線保護(hù)動(dòng)作了，則會(huì)使整個(gè)配電系統(tǒng)出現(xiàn)斷電的狀況。

2.2開關(guān)保護(hù)設(shè)備的選擇不當(dāng)。開關(guān)保護(hù)設(shè)備的選擇是非常重要的一項(xiàng)工作，現(xiàn)在的多數(shù)配電都在高負(fù)荷密集的地區(qū)建立起開關(guān)站，也就是采用變電所―開關(guān)站―配電變壓器的供電模式。在未實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)自動(dòng)化的開關(guān)站內(nèi)，我們應(yīng)當(dāng)更多地采用負(fù)荷開關(guān)或與其組合的繼電器設(shè)備系統(tǒng)作為開關(guān)保護(hù)的設(shè)備。

3.繼電保護(hù)故障處理方法

3.1替換法

用好的或認(rèn)為正常的相同元件代替懷疑的或認(rèn)為有故障的元件，來判斷它的好壞，可快速地縮小查找故障范圍。這是處理綜合自動(dòng)化保護(hù)裝置內(nèi)部故障最常用方法。當(dāng)一些微機(jī)保護(hù)故障，或一些內(nèi)部回路復(fù)雜的單元繼電器，可用附近備用或暫時(shí)處于檢修的插件、繼電器取代它。如故障消失，說明故障在換下來的元件內(nèi)，否則還得繼續(xù)在其他地方查故障。

3.2參照法

通過正常與非正常設(shè)備的技術(shù)參數(shù)對(duì)照，從不同處找出不正常設(shè)備的故障點(diǎn)。此法主要用于查找接線錯(cuò)誤，定值校驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)測(cè)試值與預(yù)想值有較大出入又無法斷定原因之類的故障。在進(jìn)行回路改造和設(shè)備更換后二次接線不能正確恢復(fù)時(shí)，可參照同類設(shè)備接線。在繼電器定值校驗(yàn)時(shí)，如發(fā)現(xiàn)某一只繼電器測(cè)試值與其整定值相差甚遠(yuǎn)，此時(shí)不可輕易判斷此繼電器特性不好，或馬上去調(diào)整繼電器上的刻度值，可用同只表計(jì)去測(cè)量其他相同回路的同類繼電器進(jìn)行比較。

3.3短接法

將回路某一段或一部分用短接線接入為短接，來判斷故障是存在短接線范圍內(nèi)，還是其他地方，以此來縮小故障范圍。此法主要用于電磁鎖失靈、電流回路開路、切換繼電器不動(dòng)作、判斷控制等轉(zhuǎn)換開關(guān)的接點(diǎn)是否好。

3.4直觀法

處理一些無法用儀器逐點(diǎn)測(cè)試，或某一插件故障一時(shí)無備品更換，而又想將故障排除的情況。10kV開關(guān)拒分或拒合故障處理。在操作命令下發(fā)后，觀察到合閘接觸器或跳閘線圈能動(dòng)作，說明電氣回路正常，故障存在機(jī)構(gòu)內(nèi)部。到現(xiàn)場(chǎng)如直接觀察到繼電器內(nèi)部明顯發(fā)黃，或哪個(gè)元器件發(fā)出濃烈的焦味等便可快速確認(rèn)故障所在，更換損壞的元件即可。

3.5逐項(xiàng)拆除法

將并聯(lián)在一起的二次回路順序脫開，然后再依次放回，一旦故障出現(xiàn)，就表明故障存在哪路。再在這一路內(nèi)用同樣方法查找更小的分支路，直至找到故障點(diǎn)。此法主要用于查直流接地，交流電源熔絲放不上等故障。如直流接地故障。先通過拉路法，根據(jù)負(fù)荷的重要性，分別短時(shí)拉開直流屏所供直流負(fù)荷各回路，切斷時(shí)間不得超過3秒，當(dāng)切除某一回路故障消失，則說明故障就在該回路之內(nèi)，再進(jìn)一步運(yùn)用拉路法，確定故障所在支路。再將接地支路的電源端端子分別拆開，直至查到故障點(diǎn)。如電壓互感器二次熔絲熔斷，回路存在短路故障，或二次交流電壓互串等，可從電壓互感器二次短路相的總引出處將端子分離，此時(shí)故障消除。然后逐個(gè)恢復(fù)，直至故障出現(xiàn)，再分支路依次排查。如整套裝置的保護(hù)熔絲熔斷或電源空氣開關(guān)合不上，則可通過各塊插件的拔插排查，并結(jié)合觀察熔絲熔斷情況變化來縮小故障范圍。

4.結(jié)束語

繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)安全正常運(yùn)行的重要保障，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，繼電保護(hù)技術(shù)日益呈現(xiàn)出向微機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展的趨勢(shì)。隨著智能電網(wǎng)建設(shè)不斷深入，數(shù)字化變電站的投產(chǎn)，我相信高集成模塊化的繼電保護(hù)裝置將得到更廣泛的應(yīng)用將是必然趨勢(shì)，這就必須要求繼電保護(hù)工作者熟練掌握一些微機(jī)保護(hù)常見的故障和排查處理方法。

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