火力發(fā)電廠繼電保護(hù)設(shè)備的檢修方案研究

摘要：繼電保護(hù)設(shè)備對(duì)電力系統(tǒng)的維護(hù)和發(fā)展有著重要的作用。文章在對(duì)火力發(fā)電廠繼電保護(hù)進(jìn)行概述的基礎(chǔ)上，分析了影響火力發(fā)電廠繼電保護(hù)設(shè)備的主要因素及火力發(fā)電廠繼電保護(hù)存在的不足，并為繼電保護(hù)設(shè)備的檢修方案提供了指導(dǎo)，旨在實(shí)現(xiàn)我國火力發(fā)電廠電力系統(tǒng)的健康、穩(wěn)定、安全發(fā)展。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；繼電保護(hù)設(shè)備；檢修方案；電力系統(tǒng)；自動(dòng)裝置 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM77 文章編號(hào)：1009-2374（2016）05-0123-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.05.062

1 火力發(fā)電廠繼電保護(hù)概述

1.1 火力發(fā)電廠繼電保護(hù)含義

繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的保障，主要是依靠一系列的自動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)的?；鹆Πl(fā)電廠繼電保護(hù)的工作原理是：當(dāng)電力系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)異常、故障時(shí)，電氣量就會(huì)發(fā)生明顯的變化，這個(gè)時(shí)候繼電保護(hù)系統(tǒng)裝置會(huì)將變化的電氣量和正常運(yùn)行下的電氣參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，從而發(fā)現(xiàn)故障的類型，據(jù)此做出操作。比如當(dāng)電力系統(tǒng)的局部元器件出現(xiàn)異?；蛘呦到y(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)異常時(shí)，繼電保護(hù)系統(tǒng)的裝置會(huì)發(fā)出一種預(yù)警信號(hào)，督促有關(guān)人員加以處理。繼電保護(hù)系統(tǒng)裝置會(huì)自動(dòng)切除故障元件，直接縮小故障的范圍，保障其他系統(tǒng)的安全運(yùn)行，同時(shí)還能夠運(yùn)用采樣板對(duì)正在運(yùn)行的系統(tǒng)電壓、電流等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控。除此之外，繼電保護(hù)裝置還有綜合自動(dòng)化保護(hù)的功能，當(dāng)電源突然中斷，繼電保護(hù)裝置聯(lián)合其他自動(dòng)裝置會(huì)立即啟動(dòng)備用電源，從而保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全運(yùn)行。

1.2 火力發(fā)電廠繼電保護(hù)的意義和特點(diǎn)

1.2.1 火力發(fā)電廠繼電保護(hù)的意義。繼電保護(hù)裝置是火力發(fā)電廠正常運(yùn)行的保障，對(duì)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要的意義?，F(xiàn)階段，我國主要發(fā)電方式是火力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電，運(yùn)用了多種繼電保護(hù)設(shè)備，對(duì)其電力系統(tǒng)設(shè)備的安全維護(hù)具有重要意義。一旦發(fā)電廠設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)異?；蛘吖收?，繼電保護(hù)設(shè)備能夠在故障發(fā)生時(shí)及時(shí)檢測到異常的信號(hào)，并在最短時(shí)間內(nèi)排除故障，減輕設(shè)備的損壞，將故障元件和電源系統(tǒng)進(jìn)行隔離，從而保證設(shè)備不受傷害，維護(hù)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展以及人們生活的穩(wěn)定。

1.2.2 火力發(fā)電廠繼電保護(hù)的特點(diǎn)?；鹆Πl(fā)電廠繼電保護(hù)的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：第一，靈敏性。當(dāng)火力發(fā)電廠系統(tǒng)在保護(hù)的范圍內(nèi)出現(xiàn)故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置會(huì)對(duì)其進(jìn)行快速的反應(yīng)，具有很強(qiáng)的靈敏度，能夠?qū)收系奈恢靡约邦愋瓦M(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確的判斷；第二，高效速動(dòng)性。繼電保護(hù)系統(tǒng)的高效速動(dòng)性能夠及時(shí)切除繼電保護(hù)裝置安全范圍內(nèi)的各種短路故障，并能發(fā)出信號(hào)及時(shí)通知有關(guān)人員進(jìn)行故障處理，從而提升系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性，減少故障的損害；第三，智能選擇。當(dāng)故障本身設(shè)備或者線路出現(xiàn)故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置能夠利用與之相鄰的設(shè)備對(duì)其進(jìn)行保護(hù)處理；第四，可靠安全性。繼電保護(hù)裝置的安全性能夠保證系統(tǒng)不發(fā)生誤動(dòng)、可靠性能夠保證系統(tǒng)不發(fā)生拒動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的多重保護(hù)。

1.3 火力發(fā)電廠繼電保護(hù)的影響因素

現(xiàn)階段存在一些因素制約繼電保護(hù)的可靠性和安全性，使其不能夠完全發(fā)揮保護(hù)作用，主要包含以下三個(gè)方面的因素。

1.3.1 雷電因素。不同形式的雷擊會(huì)對(duì)火力發(fā)電廠的繼電保護(hù)系統(tǒng)功能產(chǎn)生不同程度的破壞，當(dāng)發(fā)電廠的接地部位被雷擊時(shí)，會(huì)產(chǎn)生高頻電流，從而造成電廠的接地網(wǎng)的電位迅速升高。在這種高阻抗的條件下，會(huì)提高繼電保護(hù)裝置的報(bào)故障錯(cuò)誤率，在很大程度上降低繼電保護(hù)裝置的靈敏度和穩(wěn)定性。

1.3.2 高頻因素。一旦發(fā)電廠的隔離開關(guān)工作緩慢，需要較長的操作時(shí)間，開關(guān)的觸點(diǎn)之間會(huì)產(chǎn)生電弧閃絡(luò)，從而導(dǎo)致高頻的電壓或者電流，繼而造成繼電保護(hù)系統(tǒng)的異常操作，對(duì)其正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。

1.3.3 電源因素。直流電源對(duì)干擾火力發(fā)電廠的設(shè)備功能，一旦發(fā)生接地故障，會(huì)產(chǎn)生很多異常狀況，比如當(dāng)發(fā)生直流回路電路故障時(shí)，會(huì)產(chǎn)生短時(shí)斷電，從而對(duì)繼電保護(hù)的穩(wěn)定性產(chǎn)生制約。

2 繼電保護(hù)設(shè)備裝置的檢測和維修

繼電保護(hù)的構(gòu)成主要分為測量單元、邏輯單元和執(zhí)行單元。其中，測量單元主要對(duì)火力發(fā)電廠的電力設(shè)備參數(shù)和運(yùn)行狀況進(jìn)行測量，并與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，從而判斷運(yùn)行系統(tǒng)是否正常。邏輯單元主要是通過對(duì)邏輯關(guān)系的分析和判斷來對(duì)故障類型進(jìn)行確定，進(jìn)而執(zhí)行相應(yīng)的繼電保護(hù)操作。執(zhí)行單元主要是執(zhí)行元件在收到繼電保護(hù)信號(hào)后對(duì)設(shè)備進(jìn)行的跳閘切斷等動(dòng)作。

2.1 繼電保護(hù)設(shè)備裝置的檢測

繼電保護(hù)檢測包括安裝后檢測、定期檢測和出現(xiàn)故障時(shí)的檢測三種。在具體的檢測工作之后要將檢測結(jié)果告知給運(yùn)行人員，并要做好配電盤的記錄工作，及時(shí)處理發(fā)現(xiàn)和處理繼電保護(hù)設(shè)備裝置中存在的問題。繼電保護(hù)設(shè)備裝置的檢測內(nèi)容主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

2.1.1 對(duì)繼電器以及輔助設(shè)備機(jī)械性能的檢測。對(duì)繼電器以及輔助設(shè)備機(jī)械性能的檢測按照繼電器以及其保護(hù)裝置操作流程進(jìn)行檢測，對(duì)其外觀是否有損傷、是否清潔、元件接觸部分是否有灰塵；運(yùn)行零件是否可靠、靈活，動(dòng)作是否正常；觸點(diǎn)接觸和返回是否在正?？煽康臓顟B(tài)進(jìn)行；端子排連線之間是否接觸牢靠，檢修人員是否定期對(duì)外部情況進(jìn)行檢查等方面進(jìn)行監(jiān)測。

2.1.2 繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)的檢測。繼電保護(hù)系統(tǒng)裝置在正常情況下并無動(dòng)作，而是處于休眠狀態(tài)，只有在系統(tǒng)出現(xiàn)異常運(yùn)行或者出現(xiàn)故障時(shí)才會(huì)做出具體的反應(yīng)動(dòng)作。在做出反應(yīng)動(dòng)作之后根據(jù)自身的設(shè)計(jì)特點(diǎn)對(duì)動(dòng)作進(jìn)行識(shí)別，并及時(shí)做出切斷或者報(bào)警的動(dòng)作。由于繼電保護(hù)系統(tǒng)裝置在大多數(shù)情況下是靜止的，因此其一旦做出動(dòng)作也是迅速的，會(huì)在短時(shí)間內(nèi)完成一系列的動(dòng)作?？梢姡^電保護(hù)系統(tǒng)的特點(diǎn)是常靜態(tài)和快速動(dòng)作。這就要求繼電保護(hù)系統(tǒng)的狀態(tài)檢修工作主要是掌握能夠?qū)崿F(xiàn)快速正確的動(dòng)作技能。首先，在實(shí)際操作過程中，繼電保護(hù)裝置依賴人工提供觸發(fā)信號(hào)，并在信號(hào)提示下完成檢修工作。一般情況下能夠?qū)╇娤到y(tǒng)發(fā)生的各類故障問題進(jìn)行模擬，調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)；其次，繼電保護(hù)系統(tǒng)的常態(tài)檢測由靜態(tài)轉(zhuǎn)為動(dòng)態(tài)時(shí)具有一定的局限，因此在具體的繼電保護(hù)檢測中，可以人為地添加一些擾動(dòng)，根據(jù)系統(tǒng)呈現(xiàn)的異常反應(yīng)來對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行檢測。比如可以按照邏輯功能進(jìn)行保護(hù)性檢驗(yàn)，也被稱作是試驗(yàn)性的檢測。在大多數(shù)的操作情況下，通常是利用切入點(diǎn)來改變系統(tǒng)參數(shù)，例如在對(duì)模擬火力發(fā)電廠系統(tǒng)異常和故障的檢測，可以在繼電保護(hù)系統(tǒng)狀況下做出動(dòng)作，從而檢測其邏輯設(shè)計(jì)和動(dòng)作的精準(zhǔn)，及時(shí)把握實(shí)際狀況，更好地進(jìn)行檢測；最后，可以引入在線檢測技術(shù)。通過對(duì)狀態(tài)監(jiān)測信息的搜集和對(duì)現(xiàn)階段運(yùn)行情況的把握，來形成對(duì)設(shè)備常態(tài)化監(jiān)控形成的初步預(yù)測。在線檢測技術(shù)是對(duì)動(dòng)態(tài)信息分析的綜合性計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，能夠依托計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)分析功能實(shí)現(xiàn)對(duì)常態(tài)數(shù)據(jù)的分析。在信息技術(shù)的支持下，繼電保護(hù)系統(tǒng)根據(jù)檢測，獲得系統(tǒng)在工作期間存在的物理等漸變特征的參數(shù)信息，進(jìn)而將分析的數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)，為繼電保護(hù)裝置的完整和安全提供保證。另外，這種檢測具有及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障前兆的優(yōu)勢，結(jié)合有關(guān)檢測技術(shù)能夠保證繼電保護(hù)系統(tǒng)檢測的準(zhǔn)確性。

2.2 繼電保護(hù)設(shè)備裝置的維修

繼電保護(hù)設(shè)備裝置的維修主要按照替換法、參照法以及線路短路法等檢修方法進(jìn)行維修。具體體現(xiàn)如下：

2.2.1 替換法。當(dāng)線路和元器件出現(xiàn)故障時(shí)，檢修人員可以利用同種正常的元件來替代出現(xiàn)故障或者可能出現(xiàn)故障的元件，從而在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)設(shè)備故障，實(shí)現(xiàn)設(shè)備功能，保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置中某分線路發(fā)生故障，有關(guān)人員要及時(shí)將故障電路進(jìn)行隔離，并可以利用備用元件對(duì)其進(jìn)行修理。通過觀察系統(tǒng)是否能夠恢復(fù)常態(tài)，一旦能恢復(fù)常態(tài)可以判斷元件是一切故障的產(chǎn)生源頭，從而利于有關(guān)人員在短時(shí)間內(nèi)解決內(nèi)部故障問題，保障系統(tǒng)的運(yùn)行，提升檢修的工作效率。

2.2.2 參照法。參照法是指在系統(tǒng)正常運(yùn)行下根據(jù)已有的繼電保護(hù)裝置參數(shù)信息和工作狀態(tài)，在和實(shí)際測量結(jié)果對(duì)照的基礎(chǔ)上，對(duì)故障范圍進(jìn)行指明，并在指明后進(jìn)行有針對(duì)的排查檢修。繼電保護(hù)設(shè)備裝置的參照法維修一般是用于進(jìn)行定值檢測。當(dāng)設(shè)備的測量結(jié)果和預(yù)想測試值之間存在較大差距，則無法通過替換元件的方法來解決故障問題，恢復(fù)工作常態(tài)。因此需要利用參照法來檢測儀表排查以及其接線盒元件，多次測量相同的線路，在反復(fù)對(duì)比之后保證繼電保護(hù)系統(tǒng)的正常工作。

2.2.3 線路短路。檢修人員將某段線路進(jìn)行人工短路處理，經(jīng)過檢查判斷故障是否存在短接區(qū)域來排查故障問題。線路短接的方法能夠在繼電保護(hù)裝置故障排查中縮小排查范圍，從而在短時(shí)間內(nèi)解決故障。這種方法被廣泛地應(yīng)用在電力系統(tǒng)中，也能夠用于電流回路開路以及電磁鎖裝置失靈等方面。

3 結(jié)語

綜上所述，火力發(fā)電廠的繼電保護(hù)裝置是其最基本的基礎(chǔ)設(shè)施之一，能夠充分保障電廠的安全。但在具體的繼電保護(hù)裝置使用中會(huì)出現(xiàn)各種問題，對(duì)火力發(fā)電廠的安全產(chǎn)生影響，甚至?xí)：θ藗兊慕】?。因此，有關(guān)人員要加強(qiáng)對(duì)繼電保護(hù)裝置的故障檢測和維修，通過科學(xué)、規(guī)律的檢修方法來保護(hù)繼電保護(hù)裝置的安全

運(yùn)行。

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作者簡介：夏偉元（1988-），男，湖南常德人，中國能源建設(shè)集團(tuán)湖南火電建設(shè)有限公司助理工程師。

（責(zé)任編輯：蔣建華）