考慮失效檢測的繼電保護(hù)檢修策略研究

曹宇

摘?要：經(jīng)濟(jì)社會(huì)的迅速發(fā)展推動(dòng)了電力規(guī)模的不斷擴(kuò)大，同時(shí)電網(wǎng)運(yùn)行壓力也相應(yīng)增大。繼電保護(hù)作為電力系統(tǒng)的重要防線，應(yīng)在保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。但實(shí)際運(yùn)行中，由于缺少相應(yīng)配套設(shè)施，很多保護(hù)裝置均處于失效狀態(tài)，因此易產(chǎn)生不正確動(dòng)作。在停電申請(qǐng)困難的現(xiàn)狀下，如何提高繼電保護(hù)的檢修成效，成為研究的重要。本文對(duì)繼電保護(hù)失效原因進(jìn)行了總結(jié)歸納，并提出了綜合檢修與失效檢修相結(jié)合的檢修策略。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù);失效檢測;檢修策略

1 概述電力系統(tǒng)繼電保護(hù)

1 繼電保護(hù)概述

1.1 繼電保護(hù)概念

電力系統(tǒng)運(yùn)行中可能發(fā)生各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，最常見同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障是發(fā)生各種型式的短路。繼電保護(hù)裝置，就是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。動(dòng)作于跳閘的繼電保護(hù)在技術(shù)上一般應(yīng)滿足四個(gè)基本要求：選擇性、靈敏性、速動(dòng)性與可靠性。

選擇性是指對(duì)于電力系統(tǒng)故障，應(yīng)該由距離故障點(diǎn)最近的保護(hù)裝置動(dòng)作切除，將停電范圍盡量縮小。靈敏性要求的是對(duì)于保護(hù)范圍內(nèi)的任何故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。速動(dòng)性是指快速切除故障可以提高電力系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性，降低故障元件的損壞程度。可靠性是指保護(hù)裝置在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生其應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)，其不應(yīng)該拒絕動(dòng)作，而在任何其它該保護(hù)裝置不應(yīng)該動(dòng)作的情況下，則不應(yīng)該誤動(dòng)作。

1.2 繼電保護(hù)作用

在電力系統(tǒng)中，故障一旦發(fā)生，必須迅速而有選擇性地切除故障元件，這是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行地重要舉措。為了維持系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，切除故障的時(shí)間通常短至幾十毫秒，實(shí)踐證明只有在每個(gè)運(yùn)行設(shè)備上安裝繼電保護(hù)裝置才能滿足這個(gè)時(shí)間要求。繼電保護(hù)的基本任務(wù)就是：第一，自動(dòng)、迅速、有選擇性地切除故障元件，既使得故障元件免遭更嚴(yán)重的破壞，又保證其他無故障設(shè)備繼續(xù)正常運(yùn)行;第二，反應(yīng)電氣元件的非正常運(yùn)行狀態(tài)，并基于運(yùn)維條件而動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)、切除負(fù)荷以及跳閘。

2 繼電保護(hù)失效原因分析

由于安裝調(diào)試質(zhì)量不良、運(yùn)維檢修不到位以及運(yùn)行環(huán)境惡劣等原因，繼電保護(hù)裝置可能發(fā)生不正確動(dòng)作，從而引起繼電保護(hù)功能失效。另外，一些偶發(fā)性因素也可能影響繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行，需要引起重視。通過加強(qiáng)竣工驗(yàn)收、強(qiáng)化運(yùn)維檢修以及嚴(yán)格入網(wǎng)管理等，可以合理有效地控制偶發(fā)性因素，降低繼電保護(hù)失效率。

針對(duì)先天失效的情況，繼電保護(hù)管理部門需要加強(qiáng)出廠驗(yàn)收，甚至邀請(qǐng)專業(yè)檢測機(jī)構(gòu)參與動(dòng)模試驗(yàn)，另外在現(xiàn)場調(diào)試環(huán)節(jié)，也要督促基建部門積極開展竣工驗(yàn)收，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。在設(shè)備投入使用后，運(yùn)維檢修單位要加強(qiáng)巡視檢查、定期校驗(yàn)等，努力發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，消除失效因素，提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2.1 人工巡檢

微機(jī)型繼電保護(hù)裝置人機(jī)界面友好，巡檢人員可以通過裝置屏幕檢查其運(yùn)行狀態(tài)，例如母差保護(hù)的差流等。通過對(duì)比分析，可以現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)一部分失效因素，比如差流值超過正常允許值，即表明采樣系統(tǒng)可能出現(xiàn)問題，又比如紅外測溫較高，即暗示二次回路可能出現(xiàn)松動(dòng)跡象。另外，定期開展保護(hù)通道測試，也可能發(fā)現(xiàn)通道異常現(xiàn)象。

2.2 保護(hù)自檢

微機(jī)型繼電保護(hù)裝置具有一定的自檢功能，可以對(duì)自身功能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，保護(hù)裝置自檢檢查出來的失效原因大多是電子元件的損壞等情況。比如RAM出錯(cuò)或者采樣系統(tǒng)異常等情況。另外，保護(hù)裝置根據(jù)模擬量的數(shù)值大小，可以判斷CT斷線或者PT斷線等異常情況，并對(duì)該類異常情況進(jìn)行裝置保護(hù)功能閉鎖，保證裝置不錯(cuò)誤動(dòng)作。

2.3 停電檢修

繼電保護(hù)的很多失效情況是在一次設(shè)備停電檢修期間發(fā)現(xiàn)的。比如，出口繼電器粘連、控制回路斷線等異常情況，均是在進(jìn)行保護(hù)出口傳動(dòng)的時(shí)候才會(huì)發(fā)現(xiàn)的。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，停電檢修期間發(fā)現(xiàn)的失效原因大多是二次回路絕緣老化、繼電器特性不良等問題。

3 考慮失效原因的繼電保護(hù)檢修策略

3.1 預(yù)防性檢修

預(yù)防性檢修是一種傳統(tǒng)的檢修方法。繼電保護(hù)管理部門為了提前能檢查出運(yùn)行設(shè)備的問題，會(huì)按照運(yùn)行周期的相關(guān)規(guī)定對(duì)相關(guān)繼電保護(hù)展開定期檢修。通過定期檢修，繼電保護(hù)人員對(duì)其進(jìn)行全方位檢查，包括定值核對(duì)、版本核對(duì)、功能校驗(yàn)、傳動(dòng)試驗(yàn)等，能夠提早發(fā)現(xiàn)一部分安全隱患，提前排除一些失效因素，保證繼電保護(hù)設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2 事故性檢修

事故性檢修包括兩種模式，即自檢報(bào)警檢修和故障維修。所謂自檢報(bào)警檢修是指在保護(hù)裝置運(yùn)行過程中，在線監(jiān)測系統(tǒng)檢測到設(shè)備中存在的問題，并通過自檢報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出相關(guān)告警信息。運(yùn)維人員根據(jù)告警信息，對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行檢查，排除相關(guān)問題。故障維修是指保護(hù)裝置出現(xiàn)嚴(yán)重故障問題而無法正常運(yùn)行時(shí)，檢修人員對(duì)其展開檢修，查找問題，恢復(fù)保護(hù)裝置正常運(yùn)行。

3.3 加強(qiáng)裝置質(zhì)量管理

供電公司的物資部門和專業(yè)部門在采購繼電保護(hù)裝置期間，應(yīng)該認(rèn)真仔細(xì)地研究各種產(chǎn)片的功能、質(zhì)量以及廠家資質(zhì)等，保證出場調(diào)試、安裝調(diào)試以及竣工驗(yàn)收等重要環(huán)節(jié)，都對(duì)保護(hù)裝置采取嚴(yán)格的質(zhì)量管理，不放過每一個(gè)環(huán)節(jié)，堅(jiān)決徹底地查找裝置的任何異?，F(xiàn)象，力求將隱患排除在投運(yùn)之前。

3.4 冗余化設(shè)計(jì)

冗余設(shè)計(jì)是提高繼電保護(hù)裝置運(yùn)行有效性的重要手段。冗余化設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

第一，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，冗余設(shè)計(jì)可以避免保護(hù)裝置拒動(dòng)的情況發(fā)生;

第二，冗余設(shè)計(jì)能夠在保護(hù)裝置中安裝互校信息，提升設(shè)備的糾錯(cuò)能力;

第三，當(dāng)繼電保護(hù)裝置失效，但是對(duì)于繼電保護(hù)的失效檢測沒有發(fā)揮應(yīng)有的作用時(shí)，冗余設(shè)計(jì)可以避免失效產(chǎn)生的不利影響。

4 結(jié)束語

在電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行期間，繼電保護(hù)裝置發(fā)揮了關(guān)鍵性的作用。由于各種先天性原因或者后天的因素，繼電保護(hù)設(shè)備可能發(fā)生失效，從而導(dǎo)致繼電保護(hù)無法正常發(fā)揮其作用。所以對(duì)于繼電保護(hù)設(shè)備的失效檢測技術(shù)的研究非常有必要。通過將失效檢測與綜合檢修相結(jié)合，可以有效提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的堅(jiān)強(qiáng)性與可靠性。

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