發(fā)電廠繼電保護裝置的故障探討

葉志蓉

【摘 要】發(fā)電廠是電能生產(chǎn)的重要基地，為社會生產(chǎn)及人們生活用電提供了電能，維持社會正常的供電狀態(tài)。隨著近年來電力事業(yè)的快速發(fā)展，發(fā)電企業(yè)對自身要求不斷提高，對設(shè)備穩(wěn)定性和安全性要求也不斷提高，在生產(chǎn)過程中由于設(shè)備老化等原因，導(dǎo)致發(fā)電企業(yè)裝置誤動，或是短路等故障不斷發(fā)生。在發(fā)電廠中的繼電保護裝置可以起到隔離保護的作用，確保發(fā)電廠運行安全，對電廠設(shè)備運行情況進行全面監(jiān)督，對設(shè)備異常狀況進行監(jiān)控。在發(fā)電廠發(fā)展過程中，其規(guī)模不斷擴大，而繼電保護裝置的作用也逐漸反應(yīng)出來。本文就對發(fā)電廠繼電保護裝置的故障處理問題進行探討與分析。

【關(guān)鍵詞】發(fā)電廠；繼電保護裝置；故障處理

中圖分類號： TM774；TM62 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）09-0128-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.09.059

Discussion on failure of relay protection device in power plant

YE Zhi-rong

（Sichuan Xiaojinchuan Hydropower Development Co.，Ltd.，Aba Sichuan 624299，China）

【Abstract】The power plant is an important base for the production of electricity.It provides electricity for social production and people's livelihood，and maintains normal social power supply.With the rapid development of the electric power industry in recent years，power generation companies have continuously increased their own requirements，and the requirements for equipment stability and safety have also been increasing.In the production process，due to equipment aging and other reasons，the power generating equipment has been mis-operated or short-circuited.Such failures continue to occur.The relay protection device in the power plant can play the role of isolation and protection，ensure the safety of the power plant operation，conduct comprehensive supervision on the operation of the power plant equipment，and monitor the abnormal conditions of the equipment.In the process of power plant development，its scale has continued to expand，and the role of relay protection devices has gradually reflected.This paper discusses and analyzes the fault handling of relay protection devices in power plants.

【Key words】Power plant；Relay protection device；Troubleshooting

在電力系統(tǒng)運行過程中，會由于不恰當(dāng)操作，電氣設(shè)備絕緣損壞或是在外力作用下遭到破壞等多種原因，導(dǎo)致運行狀態(tài)異常，或引發(fā)短路故障。電廠的重大事故不僅會引發(fā)大規(guī)模停電，同時也會導(dǎo)致火力發(fā)電廠系統(tǒng)穩(wěn)定性遭到破壞，從而使系統(tǒng)解列。因此在電力系統(tǒng)發(fā)生故障問題時，需要采取及時有效的措施加以解決，避免產(chǎn)生重大損失問題[1]。當(dāng)電力系統(tǒng)運行中出現(xiàn)運行狀況異常，繼電保護裝置可以及時發(fā)出警報信號，通知給值班人員，進行快速處理；在事故發(fā)生時，繼電保護裝置可以自動切除故障，限制事故發(fā)生的范圍。因此，為了維持電力系統(tǒng)運行正常，就要定期對發(fā)電廠繼電保護裝置進行有效檢測。

1 發(fā)電廠繼電保護裝置

在發(fā)電廠的日常運行中繼電保護裝置主要是為發(fā)電廠運行的安全性與穩(wěn)定性提供保障，從某種程度上也對國家經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生影響。根據(jù)我國發(fā)電廠當(dāng)前情況來看，發(fā)電廠主要存在兩種發(fā)電形式，即火力發(fā)電與力發(fā)電，如在發(fā)電廠中采用繼電保護裝置，就可以實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的保護，在發(fā)電廠設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中一旦出現(xiàn)故障或是異常情況，繼電保護裝置可以在第一時間內(nèi)接收到設(shè)備異常信號，并將發(fā)出異常信號的故障設(shè)備進行排查，通過將故障設(shè)備與總電源系統(tǒng)進行隔離的方式來降低故障對設(shè)備的影響和損壞，確保電力系統(tǒng)運行安全。

在發(fā)電廠系統(tǒng)運行過程中，容易受到外在多方面因素的影響，其中雷雨天氣對信號的傳輸帶來嚴(yán)重的影響，同時也會對繼電保護裝置產(chǎn)生較大的影響，根據(jù)不同的雷擊形式，繼電保護設(shè)備也會受到不同程度影響，如在發(fā)電廠設(shè)備接地位置發(fā)生雷擊，在雷擊過程中的高頻電流會直接導(dǎo)致發(fā)電廠接地網(wǎng)絡(luò)電位快速升高，在高阻抗環(huán)境下，繼電保護裝置報故障錯誤率會明顯提高，對繼電保護裝置準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性帶來直接的影響[2]。除了在雷雨天氣下對繼電保護裝置帶來影響，其次還會因隔離開關(guān)工作緩慢，導(dǎo)致在開關(guān)觸點間電弧產(chǎn)生高頻電流或電壓，進而也會影響到繼電保護裝置的操作。如發(fā)生接地事故，則會出現(xiàn)大量設(shè)備運行狀況異常的情況，如發(fā)生電流回路事故，引起短時間斷電，對繼電保護裝置靈敏度與穩(wěn)定性都會造成影響。

2 繼電保護裝置常見故障類型

在電力系統(tǒng)中繼電保護裝置具有重要的作用和影響，可以有效處理電力系統(tǒng)的故障問題，但在多方面因素影響下，繼電保護裝置的安全性與穩(wěn)定性也會受到影響，在繼電保護裝置工作狀態(tài)下也會經(jīng)常出現(xiàn)故障問題，導(dǎo)致繼電保護裝置失效，對設(shè)備帶來重大的影響和損害，在發(fā)電廠中常見的繼電保護裝置故障類型有多種，如裝置元件故障，一旦發(fā)現(xiàn)裝置元件故障則會直接導(dǎo)致保護裝置失效，難以為電力系統(tǒng)的運行提供保障。在繼電保護裝置中其常見的元件故障為電流互感器故障，在繼電保護裝置中電流互感器作為一種重要元件，在發(fā)生故障時會使裝置內(nèi)部電流瞬間增加，從而對裝置帶來嚴(yán)重的電流干擾，或造成保護裝置燒壞，使繼電保護裝置失效[3]。第二，絕緣故障，在繼電保護裝置中其內(nèi)部與外部的絕緣設(shè)計良好，避免裝置元件受到電磁干擾而導(dǎo)致?lián)p壞。但在繼電保護裝置長期使用過程中，不可避免的會受到環(huán)境侵蝕破壞，從而造成絕緣老化的問題，使裝置的絕緣能力降低，使繼電保護裝置失效。第三，受干擾故障。由于繼電保護裝置工作環(huán)境較為特殊，有大量電磁波，在日常工作中裝置內(nèi)的電子元件會受到電磁波干擾，從而對裝置正常工作帶來影響，使裝置失效。此外，在較強的靜電干擾下也會導(dǎo)致裝置內(nèi)部電子元件損壞，使裝置失效，也會對繼電保護裝置的保護效果帶來影響。第四，系統(tǒng)設(shè)置故障。目前在發(fā)電廠中所使用的繼電保護裝置可以自動保護，在裝置安裝之前設(shè)計人員與技術(shù)人員已經(jīng)在裝置自動控制系統(tǒng)中設(shè)置一定程序，設(shè)備在工作中可以根據(jù)相應(yīng)的程序來實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的保護，但在實際運行中這些因程序設(shè)置錯誤導(dǎo)致裝置發(fā)生故障的問題也較為常見。第五，產(chǎn)品質(zhì)量問題[4]。在部分發(fā)電企業(yè)中因過度降低采購成本，所購買的繼電保護裝置的質(zhì)量不合格，導(dǎo)致在使用中裝置出現(xiàn)質(zhì)量問題，難以實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的保護，并對電力系統(tǒng)其他設(shè)備的正常使用和運行帶來了一定的影響。

3 發(fā)電廠繼電保護裝置故障維修與解決措施

3.1 發(fā)電廠繼電保護裝置故障維修方法

3.1.1 替換法

在繼電保護裝置發(fā)生故障問題時，替換法是最為直接和最常用的一種維修方法，即檢修人員找出故障線路或是元器件，直接替換上新的線路或是元器件，確保壯志在最短時間內(nèi)恢復(fù)正常運轉(zhuǎn)。在實際操作過程中維修人員通常采用這種方式在裝置故障檢查中觀察是否是元器件損壞所導(dǎo)致，也就是說，在替換新的元器件后，如發(fā)電系統(tǒng)運行恢復(fù)正常，則說明故障問題是由于元器件損壞所導(dǎo)致，從而縮短了故障解決的時間，提高檢修工作效率。

3.1.2 參照法

在檢修過程中如果繼電保護裝置檢測結(jié)果與設(shè)想檢測值之間存在較大的差距，并且難以通過直接替換元器件的方式來解決故障問題，維修人員就應(yīng)該采用參照法來進行故障設(shè)備的排查工作[5]。在電力系統(tǒng)正常運行的工作狀態(tài)下，結(jié)合統(tǒng)計的裝置詳細(xì)參數(shù)信息和工作狀態(tài)，將其和設(shè)備實際測量結(jié)果進行比較，從而對故障區(qū)域進行大致劃分，實現(xiàn)對故障的針對性排查。

3.1.3 線路短路

在設(shè)備的實際檢修過程中，檢修人員通常會采用人為短路的方式來明確故障區(qū)域是否存在短接，在故障發(fā)生時采用這種方式可以在最短時間內(nèi)明確需要排查區(qū)域，從而提高故障檢修效率，在裝置檢修過程中得到廣泛使用。

3.2 發(fā)電廠繼電保護裝置故障解決措施

在電力系統(tǒng)運行中繼電保護裝置發(fā)揮著重要的作用，主要是對電力系統(tǒng)運行情況進行監(jiān)視，一旦電力系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)異常情況或是發(fā)生故障，繼電保護裝置則會立即啟動。在設(shè)備發(fā)生故障后，繼電保護裝置會根據(jù)設(shè)計程序?qū)Ξ惓＿\轉(zhuǎn)信號及相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析，在短時間內(nèi)切斷電源，或是發(fā)布警報信號[6]。因此繼電保護裝置大部分的工作狀態(tài)是處于靜止的，并是由靜止向高速運轉(zhuǎn)變化的過程，因此對于繼電保護裝置的檢修工作也提出了更高的要求，實現(xiàn)裝置運行狀態(tài)快速運轉(zhuǎn)的技能。

3.2.1 加強裝置質(zhì)量檢驗工作

繼電保護裝置的質(zhì)量與性能也會對裝置保護效果有著密切的聯(lián)系，因此在裝置采購和制造，以及在裝置的安裝調(diào)試過程中都需要對裝置的質(zhì)量進行嚴(yán)格把關(guān)，并堅持質(zhì)量達標(biāo)與經(jīng)濟高效性原則來對繼電保護裝置及其元器件進行合理選擇，加強對新裝置的分級驗收工作，通過檢查與試驗等方式從源頭上加強對裝置質(zhì)量的保障[7]。在電磁性保護裝置中，其中轉(zhuǎn)動構(gòu)件軸尖錐度應(yīng)確保光潔、精確，其節(jié)點要求鍍銀，在裝置確認(rèn)合格并得到規(guī)范安裝后，應(yīng)由技術(shù)部門、運行部門與檢修部門來共同對裝備進行調(diào)試，以便于及時發(fā)現(xiàn)存在的缺陷，得到有效處理，在確認(rèn)其符合質(zhì)量要求后方可投入使用。

3.2.2 嚴(yán)格遵循操作規(guī)范執(zhí)行

為了避免在繼電保護裝置中因人為因素對設(shè)備運行狀態(tài)造成影響，導(dǎo)致設(shè)備運行不通暢，就應(yīng)該嚴(yán)格遵循相關(guān)操作規(guī)范，操作人員應(yīng)全面掌握電力系統(tǒng)繼電保護工作原理，并明確二次圖紙，對繼電器進行復(fù)核，遵循繼電保護工作制度及操作規(guī)范，不斷總結(jié)以往的工作經(jīng)驗和教訓(xùn)，提高專業(yè)操作水準(zhǔn)。如在啟動連跳其他保護開關(guān)時，應(yīng)退出出口壓板，在利用旁路開關(guān)代替局部線路時，其保護定制應(yīng)與原有線路參數(shù)保持一致，在采用母聯(lián)開關(guān)來代替開關(guān)線路時，需要切換CT端子[8]。另外，在PT檢修的過程中，應(yīng)由繼電人員對電壓進行監(jiān)視，來連接節(jié)點和方向元件。在替代停保時應(yīng)杜絕直流電源停止，尤其是在實際工作中應(yīng)向繼電保護人員學(xué)習(xí)相關(guān)注意事項，通過不斷積累經(jīng)驗與教訓(xùn)，減少人為因素對裝置運行帶來影響。

4 結(jié)語

總而言之，在發(fā)電廠的正常運行過程中繼電保護裝置發(fā)揮著重要的作用，是系統(tǒng)運行的保障，為發(fā)電系統(tǒng)運行安全提供基礎(chǔ)。但在實際操作過程中，由于繼電保護裝置在長期使用中受到多方面因素影響，導(dǎo)致設(shè)備在運行中出現(xiàn)各種故障問題，對發(fā)電廠的安全帶來影響，甚至威脅到國家經(jīng)濟發(fā)展。因此加強對繼電保護裝置的檢修工作十分重要，應(yīng)定期對設(shè)備進行檢修，解決設(shè)備在運行中的故障問題。另外，在繼電保護裝置采購過程中應(yīng)加強對裝置的質(zhì)量檢驗工作，確保其質(zhì)量合格，在工作中要求工作人員嚴(yán)格遵循相關(guān)操作規(guī)范，避免因人為因素導(dǎo)致故障問題發(fā)生，確保電力系統(tǒng)運行的安全性與穩(wěn)定性，滿足發(fā)電廠的需求。

【參考文獻】

[1]李廷軍.試析火力發(fā)電廠繼電保護技術(shù)改進方法與措施[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2017（21）：42-43.

[2]劉濤.淺談電廠繼電保護技術(shù)的基本原理及其應(yīng)用分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2017，14（19）：59-60.

[3]白宇.分析電廠繼電保護系統(tǒng)可靠性的影響因素及提升途徑[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2017（11）：192+194.

[4]白瑞珍.電廠繼電保護系統(tǒng)可靠性的影響因素及提升途徑[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（27）：195.

[5]吉洪.影響火力發(fā)電廠繼電保護可靠性因素分析及改善措施[J].電子世界，2014（14）：315-316.

[6]遆國建.電廠繼電保護如何提高動作率的相關(guān)問題分析[J].才智，2013（22）：220.

[7]曹健鋒，蘇日圖.繼電保護及故障信息管理系統(tǒng)在電廠中的應(yīng)用分析[J].科技傳播，2013，5（05）：110+106.

[8]王智濤.繼電保護及故障信息管理系統(tǒng)在電廠中的應(yīng)用[J].電力建設(shè)，2012，33（02）：92-95.