電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的組成及故障分析

賀春寧

摘 要：現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，電力的作用也越來越大，電力已經(jīng)深入到社會(huì)和生活的各個(gè)方面，電力支撐著社會(huì)生活和生產(chǎn)，電力系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)直接關(guān)系著社會(huì)的穩(wěn)定與和諧。文章通過對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)作用、組成的論述，全面提出相關(guān)保護(hù)措施，對(duì)繼電保護(hù)工作具有十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；組成；故障；措施

電力在現(xiàn)代社會(huì)生活中的作用非常重要，加強(qiáng)對(duì)電力的維護(hù)也就顯得格外關(guān)鍵。繼電保護(hù)能夠?qū)﹄娏S護(hù)起重要作用，也是保證電力系統(tǒng)正常工作的主要環(huán)節(jié)。可以說，繼電設(shè)施是否正常、技術(shù)運(yùn)用是否高端、對(duì)電力系統(tǒng)發(fā)展有著深遠(yuǎn)的影響。

1 繼電保護(hù)基本概念

可靠性工程是保證元件失效數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和處理，對(duì)系統(tǒng)定量評(píng)定、運(yùn)行、維護(hù)的協(xié)調(diào)，能夠在各方面保持經(jīng)濟(jì)性?？煽啃灾饕傅氖?，一種元件、一個(gè)設(shè)備或一組系統(tǒng)在規(guī)定時(shí)間、規(guī)定條件下，能夠快速反應(yīng)并順利完成應(yīng)該完成的規(guī)定功能，并能發(fā)揮其自身作用。繼電保護(hù)裝置的可靠性，主要是指在該裝置規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，在應(yīng)該動(dòng)作的時(shí)候，不能拒絕執(zhí)行動(dòng)作，在不應(yīng)該動(dòng)作時(shí)，能夠保持原始狀態(tài)，不出現(xiàn)誤動(dòng)作。繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行中，出現(xiàn)的拒動(dòng)和誤動(dòng)，都嚴(yán)重影響了電力系統(tǒng)正常工作。不能隨意提高不拒動(dòng)和提高不誤動(dòng)，對(duì)二者可靠性是相互抵觸的，會(huì)發(fā)生工作中的矛盾。電力系統(tǒng)有其特殊的結(jié)構(gòu)和負(fù)荷，根據(jù)性質(zhì)的不同，如果產(chǎn)生拒動(dòng)和誤動(dòng)問題，則產(chǎn)生的危害是不一樣的。如果系統(tǒng)輸電線路較多，又有充足的旋轉(zhuǎn)備用容量，各個(gè)系統(tǒng)間、電源與負(fù)荷間聯(lián)系很緊密的時(shí)候，繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)誤動(dòng)作，就會(huì)造成發(fā)電機(jī)變壓器和輸電線路切除，這種操作給電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響不大；如果發(fā)電機(jī)變壓器或輸電線路出現(xiàn)了故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)了拒動(dòng)作，就會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞或系統(tǒng)崩潰，形成不可估量的巨大損失。由上所述，我們看到，提高繼電保護(hù)裝置不拒動(dòng)可靠性，要比提高不誤動(dòng)可靠性更重要。當(dāng)任何一個(gè)裝置產(chǎn)生拒動(dòng)，后備保護(hù)就會(huì)發(fā)揮作用，繼而切除故障，這樣的情況，就顯得提高繼電保護(hù)裝置不誤動(dòng)可靠性要比提高不拒動(dòng)可靠性重要了，根據(jù)不同的情況，對(duì)二者進(jìn)行合理設(shè)置，才能提升供電效果，保護(hù)供電系統(tǒng)。

2 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)組成、要求及作用

2.1 繼電保護(hù)的組成

繼電保護(hù)是由許多部分組成的，通常輸入部分、測(cè)量部分、邏輯判斷部分和輸出執(zhí)行部分構(gòu)成了繼電保護(hù)。通過采取隔離、電平轉(zhuǎn)換、低通濾波等方式，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)輸入部分進(jìn)行前置，對(duì)物理量進(jìn)行有效檢查。通過保護(hù)設(shè)置，把大量的測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)邏輯信號(hào)，工作原理是，根據(jù)測(cè)量部分不同的輸出量，產(chǎn)生大小、性質(zhì)、邏輯狀態(tài)、輸出順序等相關(guān)信息，以邏輯關(guān)系組合運(yùn)算為基礎(chǔ)，形成最后確定的執(zhí)行動(dòng)作，最終通過輸出執(zhí)行部分完成整體運(yùn)營(yíng)任務(wù)。

2.2 繼電保護(hù)基本要求

繼電保護(hù)按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范有著最基本的要求，一定要在操作中滿足選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性的工作要求。選擇性指當(dāng)一個(gè)保護(hù)裝置工作時(shí)，能夠自動(dòng)進(jìn)行控制，把發(fā)生故障的元器件與電力系統(tǒng)分離，而系統(tǒng)其他無故障部分仍然能夠運(yùn)行，選擇性能夠有效保證停電區(qū)域大小，減少大面積停電情況發(fā)生；速動(dòng)性是指保護(hù)裝置在發(fā)現(xiàn)問題后，能夠快速切除短路的故障，進(jìn)一步穩(wěn)定系統(tǒng)運(yùn)行，從根本上保護(hù)故障設(shè)備和線路，使故障影響范圍減少，使自動(dòng)重合閘和備用設(shè)備主動(dòng)工作運(yùn)行，效果明顯。靈敏性是指在保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并得到有效改善。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)作的時(shí)候，能夠保證安全可靠。

2.3 繼電保護(hù)作用

電力系統(tǒng)不間斷的運(yùn)行，通常會(huì)出現(xiàn)故障，那么就需要繼電保護(hù)發(fā)揮作用。繼電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)的監(jiān)控裝置，能夠及時(shí)測(cè)量系統(tǒng)電流電壓，不間斷反映系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行情況。如果發(fā)現(xiàn)元件故障，繼電保護(hù)裝置就能快速的自動(dòng)、有選擇性地把故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使無故障部分仍然能夠作業(yè)，有效的保護(hù)設(shè)備元件不損壞，從根本上控制停電范圍，減少停電的影響；被保護(hù)元件有異常，繼電保護(hù)裝置根據(jù)維護(hù)設(shè)定的基本條件，自動(dòng)評(píng)定損壞程度，通過延時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，能夠有效的減少負(fù)荷或跳閘指令。

3 繼電保護(hù)常見故障分析

3.1 開關(guān)保護(hù)設(shè)備選擇不當(dāng)

開關(guān)站一定要實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)自動(dòng)化，才能有效避免故障發(fā)生幾率?，F(xiàn)在多數(shù)配電都是高負(fù)荷的，開關(guān)站一般均建立在密集地區(qū)，就使開關(guān)保護(hù)設(shè)備選擇越來越重要，通常的供電輸電模式是變電所-開關(guān)站-配電變壓器。如果是開關(guān)站內(nèi)沒有實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)自動(dòng)化，就需要采用負(fù)荷開關(guān)或組合繼電器，以此加強(qiáng)對(duì)設(shè)備系統(tǒng)的開關(guān)保護(hù)。

3.2 電流互感飽和故障。

不斷增容的配電系統(tǒng)設(shè)備終端負(fù)荷，極容易出現(xiàn)突然中斷或短路，一旦發(fā)生短路，其電流沖擊力相當(dāng)大，會(huì)造成啟設(shè)備損壞。短路的情況也有不同的區(qū)域，不同區(qū)域的短路會(huì)形成不同的故障問題，如果系統(tǒng)在靠近終端設(shè)備區(qū)位置發(fā)生短路，電流量就極會(huì)在短期內(nèi)達(dá)到電流互感器單次額定電流量的100倍；一般的短路情況，越大的電流互感器，誤差現(xiàn)象主要是根據(jù)短路電流倍數(shù)不斷增大，電流速斷保護(hù)靈敏度不高，就會(huì)產(chǎn)生阻止動(dòng)作，保護(hù)設(shè)備安全。線路發(fā)生短路的，電流互感器電流呈現(xiàn)飽和狀態(tài)，二次電流小的時(shí)候，極容易出現(xiàn)保護(hù)裝置不能快速反應(yīng)進(jìn)入工作狀態(tài)。出口線過流保護(hù)如果拒絕動(dòng)作，就會(huì)全面導(dǎo)致配電所進(jìn)口線不能正常動(dòng)作，整個(gè)配電系統(tǒng)會(huì)發(fā)生斷網(wǎng)斷電的情況。

4 繼電保護(hù)故障的處理方法和措施

4.1 常見的繼電保護(hù)故障處理方法

4.1.1 參照法

一般在檢查接線錯(cuò)誤、定值與預(yù)想值差異大的時(shí)候使用這種方法，一定要了解平時(shí)設(shè)備正常工作時(shí)的各類參數(shù)情況，與非正常設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的參數(shù)，進(jìn)行技術(shù)性對(duì)比分析，查找故障點(diǎn)位置，進(jìn)一步確認(rèn)故障情況，及時(shí)做出改進(jìn)與修復(fù)。一般的情況下，這種情況會(huì)出現(xiàn)在設(shè)備改造和設(shè)備更換后的接線，可以參照同類設(shè)備接線方式，保證二次接線快速完成，并能進(jìn)入工作狀態(tài)。如果需要對(duì)繼電器定值進(jìn)行校驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)繼電器測(cè)試值不同，就需要通過以往參數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，及時(shí)評(píng)定結(jié)果，拿出解決辦法，合理的調(diào)整好繼電器上的刻度值，使其保持正常數(shù)值，達(dá)到工作標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.1.2 替換法

如果通過各種方法，無法查明原因的，就需要更換一個(gè)新有元件，以此換掉有故障的元件，使其能夠快速進(jìn)行工作。這樣的方法是最簡(jiǎn)便最省時(shí)間的，但往往會(huì)造成不必要的浪費(fèi)。

4.1.3 短接法

這種方法主要是電磁鎖失靈、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)是否完好時(shí)使用。操作過程是，選擇好回路其中一段或一部分，使用短線進(jìn)行短接，縮小查找范圍，進(jìn)一步判斷故障是不是在短接線的區(qū)域，通過排除的方法，查找分析故障原因。

4.2 確保電力系統(tǒng)繼電保護(hù)正常運(yùn)行措施

明確各崗位人員具體的工作目標(biāo)，通過合理人員配置，保證電力正常運(yùn)行；加強(qiáng)設(shè)備臺(tái)賬、運(yùn)行維護(hù)、事故分析、定期校驗(yàn)、缺陷處理等檔案管理；不斷完善各類規(guī)章制度，以制度約束完善流程操作。

5 結(jié)束語

電力系統(tǒng)不斷變化，特別是計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)快速應(yīng)用，極大的提高了繼電保護(hù)技術(shù)能力，繼電保護(hù)也必將與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)有機(jī)結(jié)合，形成一體化的運(yùn)行發(fā)展，在今后的工作中，還要不斷學(xué)習(xí)和總結(jié)，提升繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)用，以新技術(shù)引領(lǐng)行業(yè)進(jìn)步，為我國(guó)電力技術(shù)的進(jìn)步做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]葛耀中.新型繼電保護(hù)與故障測(cè)距原理與技術(shù)[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，1996.

[2]葛耀中.自適應(yīng)繼電保護(hù)及其前景展望[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，1997，21（9）：42-46.