發(fā)電廠繼電保護(hù)的故障診斷及解決辦法

李剛建

（四川廣安發(fā)電有限責(zé)任公司，四川廣安 638000）

科技的進(jìn)步使對(duì)電力的需求變大，生活、工作中處處離不開電能源，對(duì)電能的需求量與日俱增。電廠作為向社會(huì)輸送電能的重要樞紐，承擔(dān)電力供電網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定與安全的責(zé)任。繼電器是電廠推動(dòng)電力輸出的重要配套設(shè)施，優(yōu)化配置是電廠的總機(jī)關(guān)，出現(xiàn)系統(tǒng)故障會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成不可估量的損失，無法保證供電穩(wěn)定。如何預(yù)判和處理繼電保護(hù)問題是電力系統(tǒng)當(dāng)下需要不斷改進(jìn)和更新的重要環(huán)節(jié)。

1 電廠繼電保護(hù)裝置的工作機(jī)制及作用

繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)運(yùn)行中的作用非常重要，電力系統(tǒng)出現(xiàn)區(qū)域故障問題，會(huì)啟動(dòng)繼電保護(hù)裝置，保護(hù)此區(qū)域經(jīng)過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)動(dòng)作元件的狀態(tài)屬性及中間節(jié)點(diǎn)的正常與否調(diào)節(jié)開關(guān)量的變化，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化精準(zhǔn)定位與隔離故障區(qū)域，有效防止電力故障向周圍擴(kuò)散，最大限度降低故障問題的損失性。

繼電保護(hù)裝置的功能不單一，能夠?qū)Π踩[患有一定提示預(yù)判的能力。電力系統(tǒng)的某一區(qū)域出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)上報(bào)，繼電保護(hù)裝置會(huì)有預(yù)警報(bào)告，發(fā)送至企業(yè)端，提醒電廠相關(guān)人員對(duì)警報(bào)進(jìn)行分析排查，查看故障是否準(zhǔn)確，幫助企業(yè)提高安全性，將電路故障造成的損失降到最低。

實(shí)際情況中，繼電保護(hù)系統(tǒng)常會(huì)出現(xiàn)不容易被發(fā)現(xiàn)的故障問題，例如運(yùn)行干擾故障、接地故障以及CT飽和故障等問題，無法進(jìn)行預(yù)判。制止措施效果欠佳會(huì)造成繼電保護(hù)系統(tǒng)各項(xiàng)功能失控，危及電廠供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行及供電可靠性[1]。電力場(chǎng)所管理人員應(yīng)權(quán)衡利弊，加強(qiáng)繼電保護(hù)故障診斷及處理，對(duì)社會(huì)有較高的現(xiàn)實(shí)意義。

2 電廠繼電保護(hù)的常見故障

2.1 內(nèi)部故障

內(nèi)部故障是電廠繼電保護(hù)裝置（系統(tǒng)）運(yùn)行中出現(xiàn)較多的問題。電廠的繼電保護(hù)裝置組成構(gòu)件種類雜、型號(hào)多，其主要組成電氣元器件是一個(gè)復(fù)合型和綜合型的保護(hù)器件。

電廠繼電保護(hù)莊主內(nèi)部構(gòu)成如圖1所示。

圖1 電廠繼電保護(hù)裝置內(nèi)部構(gòu)成

復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)繼電器保護(hù)裝置運(yùn)維有一定負(fù)擔(dān)，存在相互連接的多種電元器件，繼電器的工作難度較高，導(dǎo)致區(qū)域故障頻率更高[2]。

在正常情況使用下，許多因素可導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置受損害，例如一些人為不確定因素以及電子元件受一定使用期限的控制等，會(huì)對(duì)繼電保護(hù)裝置正常運(yùn)行造成干擾。繼電保護(hù)裝置的元器件出現(xiàn)運(yùn)行故障，繼電保護(hù)系統(tǒng)自身保護(hù)功能會(huì)削弱，這種類型的故障實(shí)際上是繼電保護(hù)內(nèi)部故障。

2.2 外部故障

（1）TA飽和故障。

電廠的電力系統(tǒng)正常運(yùn)作中，區(qū)域出現(xiàn)系統(tǒng)短路問題，會(huì)產(chǎn)生一種非正常的電流，稱為“非循環(huán)電流”，加速TA的形成時(shí)間，造成第二級(jí)別的電流靈敏程度，影響繼電保護(hù)裝置接收信號(hào)的反應(yīng)力，出現(xiàn)拒動(dòng)或延緩動(dòng)作等現(xiàn)象。

（2）干擾故障。

電廠繼電保護(hù)裝置的保護(hù)動(dòng)作的激發(fā)是依靠干擾源觸發(fā)警報(bào)信號(hào)，可實(shí)際掌握的干擾源不全面。如果存在無關(guān)信號(hào)干擾，會(huì)影響繼電保護(hù)裝置保護(hù)動(dòng)作的準(zhǔn)確性和執(zhí)行力，造成對(duì)故障預(yù)警的錯(cuò)誤報(bào)告，無法及時(shí)切斷故障區(qū)域線路。無關(guān)干擾信號(hào)可能會(huì)使繼電保護(hù)裝置執(zhí)行誤動(dòng)動(dòng)作，對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生不利的影響。

（3）接地故障。

①發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)生接地故障。

發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子在正常運(yùn)行中不會(huì)有警報(bào)，只有接地情況出現(xiàn)警告信號(hào)發(fā)出的情況，停機(jī)檢查階段發(fā)現(xiàn)電路絕緣性較強(qiáng)，需要開啟電阻箱接地保護(hù)按鍵，檢查轉(zhuǎn)子接地保護(hù)器是否可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

②單相接地故障。

該故障主要表現(xiàn)為電氣量顯示異常，可以利用磁場(chǎng)與零序電場(chǎng)的工作原理判別故障位置。

3 電廠繼電保護(hù)故障的常用診斷方法

3.1 分析法

分析法適用于繼電保護(hù)系統(tǒng)在運(yùn)行中發(fā)生重合閘故障問題時(shí)。在應(yīng)用分析法診斷繼電保護(hù)故障中，技術(shù)人員應(yīng)排查確定故障各個(gè)繼電保護(hù)系統(tǒng)部分的相應(yīng)輸入量是否有異常，并與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比分析。

經(jīng)過有效比對(duì)實(shí)際輸入量和正常標(biāo)準(zhǔn)輸入量，能夠精準(zhǔn)快速地確定其中存在異常的輸入量。判斷繼電保護(hù)系統(tǒng)異常輸入量出現(xiàn)的具體原因，采取切實(shí)有效的故障處理措施解決故障問題[3]。

3.2 電位變化法

在繼電保護(hù)系統(tǒng)中的二次回路上，無法保證相關(guān)參數(shù)保持不變，電流、電壓以及點(diǎn)位等相關(guān)參數(shù)變化常處于不穩(wěn)定狀態(tài)。排查故障診斷人員在診斷與分析繼電保護(hù)故障問題期間，應(yīng)考慮如何確定故障點(diǎn)，例如使用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的方法與路徑相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)故障位置確定?；陔娢蛔兓ǖ膽?yīng)用，通過逐步診斷與排查的方式縮小故障范圍、節(jié)約時(shí)間。

3.3 經(jīng)驗(yàn)判斷法

該種故障診斷方法對(duì)診斷人員技能經(jīng)驗(yàn)有一定要求，需要長時(shí)間積累經(jīng)驗(yàn)，準(zhǔn)確診斷電廠繼電保護(hù)系統(tǒng)中的故障，診斷人員需要具備較高的專業(yè)技術(shù)，全面、準(zhǔn)確地了解和掌握繼電保護(hù)系統(tǒng)的具體工作機(jī)制。在將經(jīng)驗(yàn)判斷法應(yīng)用于實(shí)際繼電保護(hù)故障診斷中時(shí)，故障出現(xiàn)時(shí)需要診斷人員根據(jù)自身實(shí)踐方法全方位、多角度對(duì)各個(gè)相關(guān)繼電設(shè)備的整體工況進(jìn)行了解，在此基礎(chǔ)上通過反復(fù)推敲逐步判斷故障的類型、具體位置以及故障的成因。經(jīng)驗(yàn)判斷法個(gè)人的主觀意識(shí)，導(dǎo)致故障診斷結(jié)果準(zhǔn)確率較低，應(yīng)培養(yǎng)診斷人員綜合專業(yè)知識(shí)，加強(qiáng)診斷能力的提升，以降低主觀判斷失誤問題的發(fā)生概率。

4 電廠繼電保護(hù)故障的有效處理對(duì)策

4.1 內(nèi)部故障處理對(duì)策

電廠繼電保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)部元器件的主要作用是協(xié)助繼電保護(hù)裝置運(yùn)行穩(wěn)定，元器件出現(xiàn)故障問題，對(duì)繼電保護(hù)裝置以及整體電力系統(tǒng)產(chǎn)生影響。為了有效處理這類故障，應(yīng)制定規(guī)范的定期排查和校驗(yàn)制度。

（1）定期巡檢和檢查繼電保護(hù)裝置。

定期時(shí)間可根據(jù)實(shí)際相應(yīng)縮小或增加，巡檢內(nèi)容包括對(duì)電氣元件完整性檢查、電氣開關(guān)與指示燈狀態(tài)顯示正常性檢查以及電氣設(shè)備位置準(zhǔn)確性排查等。檢查期間如果發(fā)現(xiàn)各類繼電保護(hù)裝置存在冒煙、發(fā)熱、外觀損壞或者其他異常情況時(shí)，必須及時(shí)解決，必要時(shí)可以進(jìn)行更換，避免埋下安全隱患造成事故[4]。

（2）定期校驗(yàn)繼電保護(hù)裝置性能。

主要查看繼電保護(hù)裝置靈敏性是否符合安裝時(shí)的要求，需要持續(xù)保持良好運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性。繼電保護(hù)設(shè)備本身運(yùn)行時(shí)間超過1年，需要縮短定期系統(tǒng)性排查和校驗(yàn)的時(shí)間，排查保護(hù)線路與設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，可以進(jìn)行多次兩相試驗(yàn)，檢測(cè)保護(hù)裝置性能等是否符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行仔細(xì)調(diào)整校核，必要時(shí)需要維修或更換繼電保護(hù)設(shè)備及配套元器件[5]。

4.2 外部故障處理對(duì)策

為了更好地處理干擾、CT飽和及接地等外部故障問題，衡量電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與安全性外，采取科學(xué)合理的手段解決外部因素干擾。

（1）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)二次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

針對(duì)CT飽和故障，觀察電流互感器設(shè)定數(shù)值變化，降低因負(fù)荷量增加或回路受阻面積過大，導(dǎo)致CT飽和故障發(fā)生，采取具有監(jiān)控與保護(hù)作用的新型設(shè)備預(yù)防效率較高，結(jié)合實(shí)際情況合理調(diào)配電流互感器的規(guī)劃布置情況。

（2）有效處理電磁干擾故障。

降低電氣設(shè)備實(shí)際接地電阻能夠更高效地解決電磁干擾故障，或?qū)㈦娙萁尤敫哳l電纜，有效抑制電磁的產(chǎn)生。人為操作不規(guī)范是影響繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)誤動(dòng)或拒動(dòng)情況發(fā)生的成因，在解決電磁干擾故障期間，應(yīng)推薦經(jīng)驗(yàn)豐富、專業(yè)技術(shù)強(qiáng)人員負(fù)責(zé)安置，盡量避免因人為錯(cuò)誤操作造成故障。

（3）仔細(xì)檢查轉(zhuǎn)子磁極外接情況。

仔細(xì)檢查轉(zhuǎn)子磁極外接情況，解決存在的連接松動(dòng)問題，快速確定直流接地故障所在位置后實(shí)施切斷，盡量控制在3 s內(nèi)。如果檢測(cè)工作環(huán)境濕度較大，必須先切斷室內(nèi)控制電路供電源開關(guān)，有利于排查接地回路。

5 結(jié)語

綜上所述，繼電保護(hù)故障是決定電廠供電可靠性與安全性的重要措施，繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)故障屬于常見現(xiàn)象，誘因較多。在實(shí)際的故障診斷中，借鑒靈活應(yīng)用分析法、經(jīng)驗(yàn)判斷法以及電位變化法等方法，高效處理解決內(nèi)外故障，保障繼電保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定安全為社會(huì)運(yùn)輸電能。