變電站繼電保護(hù)缺陷分析及消缺措施研究

陳艷芳

摘要：電力是保障民生建設(shè)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要能源。伴隨著社會(huì)用電需求量持續(xù)增加，國(guó)內(nèi)電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)運(yùn)行管理設(shè)備越來越多，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜度也越發(fā)凸顯，這極大地增加了電網(wǎng)運(yùn)行管理的難度，也增加了電網(wǎng)運(yùn)行中質(zhì)量及安全事故的發(fā)生概率。為了有效確保電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性，及時(shí)解決電網(wǎng)運(yùn)行故障，降低電網(wǎng)運(yùn)行故障的危害程度，當(dāng)下電網(wǎng)運(yùn)行中都專門性設(shè)置了繼電保護(hù)裝置。基于此，以下對(duì)變電站繼電保護(hù)缺陷分析及消缺措施進(jìn)行了探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：變電站繼電保護(hù)缺陷分析;消缺措施;研究

引言

繼電保護(hù)作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，發(fā)揮著快速隔離故障設(shè)備與控制事故影響范圍重要作用，是保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。與此同時(shí)，繼電保護(hù)裝置運(yùn)行受到多方面因素影響，容易產(chǎn)生出現(xiàn)誤動(dòng)、拒動(dòng)現(xiàn)象，其穩(wěn)定性需進(jìn)一步提升。

1變電站繼電保護(hù)的作用

在電力系統(tǒng)的運(yùn)行管理系統(tǒng)中，繼電保護(hù)系統(tǒng)是非常關(guān)鍵的構(gòu)成部分，具體就是結(jié)合電力系統(tǒng)的運(yùn)行管理需求來科學(xué)設(shè)置繼電保護(hù)裝置電力系統(tǒng)中的電力元件出現(xiàn)故障問題后，相應(yīng)的故障參數(shù)量會(huì)按照流程進(jìn)行處理，并且最終選擇跳閘或發(fā)出信號(hào)脈沖。對(duì)變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)而言，主要可以分成子站系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)兩大部分。其中繼電保護(hù)是監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。通過科學(xué)設(shè)置繼電保護(hù)系統(tǒng)，主要的作用體現(xiàn)如下：①有利于確保變電站安全運(yùn)行。在變電站內(nèi)部的電力系統(tǒng)中被保護(hù)的相關(guān)電力元件出現(xiàn)運(yùn)行故障問題后，所設(shè)置的繼電保護(hù)裝置可以有選擇地將故障元件所在線路段進(jìn)行切斷，以此可以避免故障元件的故障范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，力求最大程度確保變電站內(nèi)部電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性。②有利于及時(shí)警示變電站內(nèi)部出現(xiàn)異常運(yùn)行狀態(tài)的各種類型的電氣元件。如果變電站內(nèi)部電力系統(tǒng)在運(yùn)行中的某個(gè)電氣元件存在異常運(yùn)行工況，那么所設(shè)置的繼電保護(hù)裝置就會(huì)及時(shí)發(fā)出警告，并提醒值班的檢修工作人員及時(shí)排查及解決相關(guān)故障問題，或者可以由繼電保護(hù)裝置進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)整。③有利于實(shí)時(shí)監(jiān)控變電站內(nèi)部電力系統(tǒng)的運(yùn)行工況?；谧冸娬緝?nèi)部繼電保護(hù)系統(tǒng)的科學(xué)構(gòu)建，不僅可以及時(shí)出現(xiàn)它們運(yùn)行中存在的故障電力元件，也可以對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行是否可以持久保持穩(wěn)定、正常工況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高了變電站內(nèi)部電力系統(tǒng)運(yùn)行管理的水平。

2變電站繼電保護(hù)缺陷分析

2.1對(duì)時(shí)同步系統(tǒng)出現(xiàn)問題

衛(wèi)星信號(hào)是繼電保護(hù)系統(tǒng)獲取時(shí)間信息的主要途徑，但經(jīng)常會(huì)由于天氣、環(huán)境、經(jīng)緯度等因素受到干擾，出現(xiàn)時(shí)鐘信號(hào)輸出不同步的情況[3]。若發(fā)生故障，則意味著各個(gè)單元不能同步，從而影響繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。保護(hù)裝置時(shí)間不同步的情況下，如果電壓數(shù)據(jù)也不能同步，則線路保護(hù)會(huì)發(fā)生閉鎖，導(dǎo)致本應(yīng)推出的元件會(huì)發(fā)生斷線過流等情況。

2.2事故分析

由于變電站繼電保護(hù)控制回路斷線、保護(hù)裝置異常引起的誤動(dòng)、拒動(dòng)等發(fā)生頻率較高，事故性質(zhì)較為惡劣，故本文主要從以上兩項(xiàng)出發(fā)，分析變電站繼電保護(hù)消缺中的關(guān)鍵點(diǎn)。（1）斷線缺陷。某220kV甲線主保護(hù)裝置升級(jí)及本體三相不一致回路整改項(xiàng)目過程中發(fā)現(xiàn)，防跳試驗(yàn)開關(guān)跳開后，合閘燈與分閘燈同時(shí)滅，報(bào)控制回路斷線告警，手合開關(guān)無(wú)法閉合。初步檢查后，各繼電保護(hù)裝置正常。（2）保護(hù)異常。某110kV變電站斷路器跳躍處理中增加保護(hù)裝置后發(fā)現(xiàn)151開關(guān)無(wú)防跳功能。初步檢查各控制回路及元件均正常，廠家人員認(rèn)為是開關(guān)分合閘線圈阻值太大致使無(wú)法啟動(dòng)，但剪去操作板上的LX3和LX6電阻增大線圈電流后仍無(wú)法達(dá)到保護(hù)效果。

2.3設(shè)備出現(xiàn)故障

在繼電保護(hù)系統(tǒng)中，設(shè)備故障一般表現(xiàn)為軟件故障和硬件故障兩種形式。首先，由于軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，并且隱蔽性較強(qiáng)，在軟件開發(fā)、測(cè)試、使用等多個(gè)環(huán)節(jié)均有可能產(chǎn)生隱性故障，同時(shí)這種現(xiàn)象與廠家對(duì)軟件的設(shè)定和用戶操作也有一定的聯(lián)系。針對(duì)這種情況，則需要生產(chǎn)商和用戶重視對(duì)軟件系統(tǒng)的質(zhì)量維護(hù)，盡量避免出現(xiàn)隱性故障。其次，硬件設(shè)備出現(xiàn)的故障很大一部分原因是環(huán)境所導(dǎo)致的，如劇烈撞擊、存放環(huán)境不合理等造成的嚴(yán)重磨損，或者材料出現(xiàn)嚴(yán)重老化和操作不當(dāng)造成的損毀，這些均有可能成為發(fā)生隱性故障的誘導(dǎo)因素，最終影響到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3變電站繼電保護(hù)的消缺措施

3.1繼電保護(hù)裝置故障診斷及檢修

首先，在監(jiān)測(cè)到繼電保護(hù)裝置處于異常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，及時(shí)開展裝置故障診斷與檢修工作，準(zhǔn)確判斷裝置故障類型與產(chǎn)生原因，并要求工作人員全面掌握各類常見故障類型的相關(guān)信息，以此提高故障診斷效率，保證診斷結(jié)果真實(shí)準(zhǔn)確。例如，電壓、電流互感器二次電壓回路故障的主要產(chǎn)生原因包括PT二次中性點(diǎn)接地方式不當(dāng)、二次回路短路等。而電磁系統(tǒng)元件變形故障的產(chǎn)生原因包括零件過長(zhǎng)與過短、用力不均、模具設(shè)計(jì)與裝配不合理。與此同時(shí)，靈活應(yīng)用各項(xiàng)故障診斷方法，如替換法、對(duì)比參照法、目視檢查法、回路拆除法。以替換法為例，使用性能正常的元件逐一替換裝置中的原有元件，如果元件更換后裝置故障問題得到解決，表明所更換元件存在質(zhì)量缺陷，以此來縮小故障查找范圍，或是直接確定故障點(diǎn)。

3.2優(yōu)化電力繼電保護(hù)故障處理措施

為提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，保證繼電保護(hù)裝置正常運(yùn)行，針對(duì)常見裝置故障，要采用參照處理法、對(duì)比處理法、置換處理法和分段處理法，快速找出系統(tǒng)故障位置，準(zhǔn)確分析故障原因，盡快恢復(fù)系統(tǒng)工作，減小故障影響范圍，保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定、安全運(yùn)行。

3.3廣域保護(hù)

從眼下來看，廣域保護(hù)在我國(guó)電力工程中具有非?？捎^的發(fā)展前景，未來電力系統(tǒng)的發(fā)展也必會(huì)將以廣域保護(hù)為重點(diǎn)，借助于廣域保護(hù)所具備的完善的保護(hù)功能來優(yōu)化繼電保護(hù)系統(tǒng)的綜合性能。但同時(shí)，軟件和硬件的涵蓋范圍也會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，定值保護(hù)隨之而發(fā)生變化，這時(shí)隱性故障的類型也會(huì)再度增加，故障發(fā)生概率同樣會(huì)有所提升，破壞性也變得更強(qiáng)。不僅如此，由于廣域保護(hù)的保護(hù)和控制性能十分優(yōu)越，其中所包含的復(fù)雜算法會(huì)大幅度增加隱性故障的檢修難度，這時(shí)只有采取有效的手段緩解整定計(jì)算的壓力，才能降低繼電保護(hù)隱性故障的發(fā)生概率，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

3.4提升設(shè)備的裝備水平，建立合理的繼電保護(hù)系統(tǒng)

設(shè)備技術(shù)水平的提升，對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)性能的改善具有重要作用。在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)工作中，應(yīng)當(dāng)不斷提高元器件的裝備水平，滿足繼電保護(hù)的要求。從實(shí)際情況出發(fā)，需確保元器件滿足技術(shù)指標(biāo)的要求。同時(shí)，與繼電保護(hù)相關(guān)的各項(xiàng)制度需要不斷完善，如運(yùn)行、維護(hù)和檢修方面，需要有明確的規(guī)章制度，確保設(shè)備檢修和維護(hù)工作有序展開，從而保證繼電保護(hù)裝置正常工作。

結(jié)束語(yǔ)

變電站繼電保護(hù)消缺過程中應(yīng)根據(jù)不同原因?qū)ΠY下藥，形成合理的處理方案，這樣才能夠從根本上提升繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和可靠性，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)效益的最大化。尤其是在控制回路斷線和保護(hù)裝置異常時(shí)，要有效查找事故原因，分析造成缺陷的內(nèi)在和外在因素，針對(duì)實(shí)際繼電保護(hù)需求合理優(yōu)化和改善處理方案，避免變電站繼電保護(hù)二次故障。

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