淺析電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的故障處理及分析查找

楊麗萍

國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司揚(yáng)中市供電公司

淺析電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的故障處理及分析查找

楊麗萍

國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司揚(yáng)中市供電公司

隨著國(guó)內(nèi)電網(wǎng)系統(tǒng)的不斷完善，繼電保護(hù)故障成為電網(wǎng)的安全運(yùn)行的最大危害。因此，對(duì)繼電保護(hù)如何產(chǎn)生故障的原因進(jìn)行研究，掌握相關(guān)故障的查找和應(yīng)對(duì)方法，成為電力系統(tǒng)工作者重大又急切的任務(wù)。隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，電力自動(dòng)化技術(shù)也在不斷提高，繼電保護(hù)技術(shù)在電網(wǎng)自動(dòng)化中也越發(fā)重要。本文主要針對(duì)繼電保護(hù)中存在的故障進(jìn)行分析和查找來(lái)進(jìn)行闡述。

電力系統(tǒng)；故障；問(wèn)題；措施；分析與查找

引言

繼電保護(hù)裝置主要是由電氣量的變化進(jìn)行工作的，一旦在供電過(guò)程中出現(xiàn)故障，能夠發(fā)出警報(bào)或者直接跳閘避免事故的發(fā)生。它決定了電網(wǎng)是否能夠穩(wěn)定運(yùn)行，一旦出現(xiàn)故障會(huì)給電網(wǎng)運(yùn)行帶來(lái)惡劣影響；并且如故障發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，則可能導(dǎo)致火災(zāi)、大規(guī)模停電等較大的事故后果。因此電力系統(tǒng)工程領(lǐng)域的問(wèn)題是如何快速、準(zhǔn)確地查找分析繼電保護(hù)故障原因，對(duì)故障加以有效預(yù)防或及時(shí)處理，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)穩(wěn)定安全的運(yùn)行目的。

1. 對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障的認(rèn)識(shí)

繼電保護(hù)系統(tǒng)是確保在相對(duì)不利的運(yùn)行環(huán)境或系統(tǒng)狀態(tài)下，電網(wǎng)能夠正確運(yùn)作、安全運(yùn)行的重要措施，所以它必須非常可靠且能始終保持正確。也就是說(shuō)，在電力系統(tǒng)運(yùn)行、操作正常的情況下，繼電保護(hù)系統(tǒng)始終保持待命的不動(dòng)作狀態(tài)，一旦電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，又必須立即動(dòng)作，及時(shí)把故障區(qū)域從電力網(wǎng)絡(luò)出分離出來(lái)。在電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行中，繼電保護(hù)系統(tǒng)要達(dá)到 100% 可靠是不現(xiàn)實(shí)的，國(guó)內(nèi)外電力故障史都表明，當(dāng)繼電保護(hù)系統(tǒng)發(fā)生故障，形成了不期望或不正確的動(dòng)作，必將對(duì)電網(wǎng)造成極大擾動(dòng)，并且由繼電保護(hù)故障發(fā)展開(kāi)來(lái)的電網(wǎng)故障將是一段時(shí)期內(nèi)造成大范圍電力系統(tǒng)故障的主要原因之一。

電力系統(tǒng)大面積故障的發(fā)生通常都會(huì)有一定的發(fā)展過(guò)程：因?yàn)橐恍o(wú)法預(yù)知的事件使電力系統(tǒng)處于非正常的壓力狀態(tài)下，此時(shí)許多設(shè)備在系統(tǒng)中處于極限運(yùn)行狀態(tài)，無(wú)功電力處于短缺狀態(tài)，且發(fā)電儲(chǔ)備已然耗盡。在這種情況下，一旦某處發(fā)生故障必然會(huì)引起連鎖反應(yīng)，如果繼電保護(hù)系統(tǒng)存在故障而導(dǎo)致保護(hù)不動(dòng)作或誤動(dòng)作，就會(huì)導(dǎo)致較大面積的停電。當(dāng)繼電保護(hù)系統(tǒng)發(fā)生故障，由于再無(wú)電網(wǎng)控制措施必然會(huì)對(duì)電力安全供應(yīng)產(chǎn)生極大的影響，形成較大的事故。

2. 常見(jiàn)問(wèn)題及處理措施

2.1 線圈故障。繼電器用的線圈種類(lèi)繁多，有外包的、也有無(wú)外包的，線圈都應(yīng)單件隔開(kāi)放置在專(zhuān)用用具中，假如碰撞交連，在分開(kāi)時(shí)會(huì)造成斷線。在電磁系統(tǒng)鉚裝時(shí)，手扳壓床和壓力機(jī)壓力調(diào)整應(yīng)適中，壓力太大會(huì)造成線圈斷線或線圈架開(kāi)裂、變型、繞組擊穿。壓力太小又會(huì)造成繞線松動(dòng)，磁損增大。多繞組線圈一般是用顏色不同引線做頭。焊接時(shí)，應(yīng)留意分辨，否則將會(huì)造成線圈焊錯(cuò)。有始末端要求的線圈，一般用做標(biāo)記的方法標(biāo)明始末端。裝配和烽接時(shí)應(yīng)留意，否則會(huì)造成繼電器級(jí)性相反。

2.2 玻璃絕緣子損傷。玻璃絕緣子是由金屬插腳與玻璃燒結(jié)而成，在檢查、裝配、調(diào)整、運(yùn)輸、清洗時(shí)輕易泛起的插腳彎曲，玻璃絕緣子掉塊、開(kāi)裂，而造成漏氣并時(shí)絕緣及耐壓機(jī)能下降，插腳滾動(dòng)還會(huì)造成接觸簧片移位。影響產(chǎn)品可靠通斷，這就要求裝配的操縱者在繼電器出產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程中要輕拿輕放，零部件應(yīng)整潔排列放在傳遞盒內(nèi)，裝配或調(diào)整時(shí)，不答應(yīng)扳動(dòng)或扭轉(zhuǎn)引出腳。

2.3 電磁系統(tǒng)鉚裝件變形。鉚裝后零件彎曲、扭斜、墩粗黑給下道工序的裝配或調(diào)整造成難題，甚至?xí)斐蓤?bào)廢。這種毛病原因主要足破鉚零件超長(zhǎng)，過(guò)短或鉚裝時(shí)用力不平均，摸具裝配偏差或設(shè)計(jì)尺寸有誤，零件放置不當(dāng)造成。在進(jìn)行鉚裝時(shí)，操縱工人應(yīng)當(dāng)首先檢查零部件尺寸、外型、模具是否正確。假如模具未裝到位就會(huì)影響電磁系統(tǒng)的裝配質(zhì)量或鐵心變形、墩粗。

2.4 點(diǎn)松動(dòng)回開(kāi)裂觸點(diǎn)是繼電器完成切換負(fù)荷的電接觸零件，有些產(chǎn)品的觸點(diǎn)是靠鉚裝壓配合的，其主要的弊病是觸點(diǎn)松動(dòng)、觸點(diǎn)開(kāi)裂或尺寸位置偏差過(guò)大。這將影響繼電器的接觸可靠性。泛起鏟除點(diǎn)松動(dòng)，是簧片與觸點(diǎn)的配合部門(mén)尺寸不公道或操縱者對(duì)鉚壓力調(diào)節(jié)不當(dāng)造成的。觸點(diǎn)開(kāi)裂是材料硬渡過(guò)高或壓力太大造成的。對(duì)于不同材料的觸點(diǎn)采用不同材料的工藝，有些硬度較高的觸點(diǎn)材料應(yīng)進(jìn)行退火處理，在進(jìn)行觸點(diǎn)制造、鉚壓或點(diǎn)焊。觸點(diǎn)制造應(yīng)細(xì)心，因?yàn)椴牧嫌泄畲嬖?，因此每次堵截長(zhǎng)度應(yīng)試摸后決定。觸點(diǎn)制造不應(yīng)泛起飛邊、墊傷及不豐滿現(xiàn)象。觸點(diǎn)鉚偏則是操縱者將摸具未對(duì)準(zhǔn)確、上下摸有錯(cuò)位造成。觸點(diǎn)損傷、污染、是未清理于凈摸具上的油污染和鐵屑等物造成的。不管何種弊病.都將影響繼電器的工作可靠性。因此，在觸點(diǎn)制造、鉚裝或電焊過(guò)程中，要遵守首件檢查中間抽樣和終極檢查的自檢劃定、以進(jìn)步裝配質(zhì)量。

3.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障的分析與查找

3.1 電位測(cè)量法查找故障點(diǎn)。當(dāng)發(fā)生繼電保護(hù)故障時(shí)，可通過(guò)對(duì)監(jiān)視二次回路各個(gè)節(jié)點(diǎn)直流電壓、電位變化來(lái)確定故障始于何處。這一方法主要用于檢查開(kāi)關(guān)控制回路中斷線、拒合、拒分、位置指示燈不亮等控制回路或信號(hào)回路中的故障。

3.2 替代法查找故障點(diǎn)。為判斷懷疑有故障的元件或插件好壞，可用相同的正常元件或插件替代測(cè)試，這樣可以迅速縮小故障查找的范圍。這是處理保護(hù)裝置內(nèi)部故障最為常用的方法。當(dāng)繼電保護(hù)插件發(fā)生故障，或?qū)τ趦?nèi)部回路復(fù)雜的單元繼電器，用備件替代，如果故障消失，則說(shuō)明換下的元件是故障點(diǎn)。此方法在運(yùn)用中需注意：①首先要注意對(duì)運(yùn)行的插件或繼電器進(jìn)行替代時(shí)是否應(yīng)采取一定的措施，例如有的插件需要退出電源，縱聯(lián)保護(hù)需要退出對(duì)側(cè)保護(hù)等；②其次還要確認(rèn)替換插件內(nèi)的程序、跳線和定值芯片等是否一致，確認(rèn)無(wú)誤方可替換；③還要注意既使同一廠家的繼電產(chǎn)品，也應(yīng)通過(guò)外部加電壓確認(rèn)極性核后，再進(jìn)行替代和查找故障點(diǎn)工作。

3.3 短接斷開(kāi)法。查找故障點(diǎn)通過(guò)短接線的形式將電網(wǎng)回路的一段人為斷開(kāi)或短接，用以判斷故障點(diǎn)具體范圍，即判定故障點(diǎn)是否存在于短接線范圍內(nèi)，從而有效縮小故障查找范圍。這種方法多用于電氣閉鎖及刀閘操作、電流回路開(kāi)路、判斷輔助及轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、切換繼電器不動(dòng)作、切換把手的接點(diǎn)情況等。

3.4 直觀檢查法。在電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，如果看到有線頭脫落、線圈燒壞等直觀現(xiàn)象；以及出現(xiàn)故障后直觀觀察即看到那個(gè)元器件發(fā)出焦味或繼電器內(nèi)部明顯發(fā)黃，可迅速確認(rèn)故障點(diǎn)，更換損壞的元件即可。或是高頻通訊不正常，而結(jié)合濾波器上樁頭收對(duì)側(cè)卻正常，此時(shí)打開(kāi)結(jié)合濾波器準(zhǔn)備測(cè)量下樁頭，通常是高頻電纜接在濾波器內(nèi)的芯線斷線所致。此外，電網(wǎng)檢修人員改動(dòng)或運(yùn)行操作變動(dòng)了哪個(gè)部分而出現(xiàn)故障，可直接分析、檢查改動(dòng)或變動(dòng)環(huán)節(jié)存在問(wèn)題與否。操作斷路器命令下發(fā)后，跳閘線圈或合閘線圈正常動(dòng)作，則說(shuō)明電氣回路沒(méi)有問(wèn)題，故障可能在機(jī)構(gòu)內(nèi)部。

3.5 排查法查要故障點(diǎn)。就是說(shuō)從出現(xiàn)故障的錯(cuò)點(diǎn)開(kāi)始查找，直至檢測(cè)到出現(xiàn)正?，F(xiàn)象的位置，環(huán)相扣的查找，例如當(dāng)保護(hù)屏發(fā)出警信號(hào)或光字牌亮?xí)r，可從異常點(diǎn)為起始點(diǎn)循序排查，在排查過(guò)程中可結(jié)合電位測(cè)量法進(jìn)行故障點(diǎn)查找。當(dāng)然，也可在電路斷開(kāi)情況下，使用萬(wàn)用表電阻檔去排查。這個(gè)方法通常用在檢查刀閘操作控制回路、刀閘及斷路器的輔助接點(diǎn)、由繼電器和串接的一些接點(diǎn)組成的回路中的故障點(diǎn)。

3.6 帶負(fù)荷檢查法。帶負(fù)荷檢查是發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)交流回路故障的重要途徑。在采用這一方法時(shí)需要注意下面幾個(gè)環(huán)節(jié)：①參考對(duì)象要選擇好。如測(cè)量相位應(yīng)以 A 相母線電壓為參考電壓，如沒(méi)有電壓，選擇電流也可，但必須選擇同一參考點(diǎn)；②一次潮流走向必須要清楚。如果本開(kāi)關(guān)的不能作為參考，則應(yīng)選擇對(duì)側(cè)或者本側(cè)所對(duì)應(yīng)的串聯(lián)開(kāi)關(guān)或幾個(gè)斷路器潮流之和。同時(shí)還要注意所測(cè)二次電流電壓的大小、相位要與一次潮流相一致。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電力市場(chǎng)的發(fā)展在帶來(lái)明顯經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也對(duì)電力系統(tǒng)的安全提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。繼電保護(hù)故障帶來(lái)的系統(tǒng)安全性問(wèn)題越來(lái)越突出地顯現(xiàn)出來(lái)，如何對(duì)繼電保護(hù)故障進(jìn)行分析，并查找處理故障點(diǎn)，最大限度地避免或減少由故障而引發(fā)事故所帶來(lái)的不良后果，成為目前電力系統(tǒng)研究熱點(diǎn)問(wèn)題之一。

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[3]黃樹(shù)幫,葉留金.電網(wǎng)繼電保護(hù)及故障信息處理主站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2009,(5)