電力系統(tǒng)繼電保護(hù)二次回路的故障與對(duì)策研究

楊凡

（華電四川發(fā)電有限公司寶珠寺水力發(fā)電廠，四川 廣元 628000）

引言

繼電保護(hù)裝置是確保變電站可靠運(yùn)行的重要保護(hù)裝置。它監(jiān)控、調(diào)節(jié)和保護(hù)電力系統(tǒng)的一次設(shè)備，能迅速切除故障，縮小停電范圍。繼電保護(hù)裝置的使用可以有效地提高變電站運(yùn)行的安全性，并確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。繼電保護(hù)二次回路中，不同的結(jié)構(gòu)相互連接，最終保證繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行。但在實(shí)際工作過程中，繼電保護(hù)二次回路受各種因素的影響而產(chǎn)生問題，此類問題較多會(huì)降低繼電保護(hù)裝置動(dòng)作的正確性，進(jìn)而影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。因此，應(yīng)定期按照繼電保護(hù)二次回路檢修規(guī)程，對(duì)裝置進(jìn)行檢修，采取有針對(duì)性的方法和措施，保證裝置的正常運(yùn)行。但從維修的角度來看，繼電保護(hù)二次回路檢修對(duì)專業(yè)水平的要求較高，因此必須建立設(shè)備常態(tài)化的維修機(jī)制，維修過程中出現(xiàn)的問題必須及時(shí)處理。

一、簡介

（一）功能研究

該裝置有效地實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)在使用過程中的安全性和穩(wěn)定性的進(jìn)一步優(yōu)化，在實(shí)際使用過程中取得了良好的使用效果[1]。由于其重要性和有效性，近年來在研究過程中得到了廣泛的評(píng)價(jià)。在實(shí)際使用中，可以獲得良好的效果，但由于缺乏有效地維護(hù)，出現(xiàn)各種問題導(dǎo)致穩(wěn)定性差，影響使用效果。為了解決這些問題，需要充分了解它們的特點(diǎn)。

電力繼電保護(hù)二次回路在長期發(fā)展過程中逐漸形成一個(gè)比較完整的系統(tǒng)，并具有明顯的特點(diǎn)。從研究中可以看出，一方面多樣性強(qiáng)。經(jīng)過長期的發(fā)展，電力繼電保護(hù)的二次回路結(jié)構(gòu)變得更加多樣化。整體上主要包括繼電保護(hù)裝置、模擬量回路、開關(guān)量回路、電源回路等基礎(chǔ)器件，但由于要保護(hù)的內(nèi)容不同，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中往往會(huì)增加其他元件。這些附加組件可以有效地滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的要求，增加繼電保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性，但也因此繼電保護(hù)二次回路的復(fù)雜性也在增加。尤其是在進(jìn)行維修的時(shí)候，工作量和工作難度都有了很大的提高[2]。另一方面內(nèi)容非常全面。要在一個(gè)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中取得良好的效果，必須要幾個(gè)組成部分進(jìn)行協(xié)調(diào)配合。隨著技術(shù)的發(fā)展，變電站組成結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，為了使電力繼電保護(hù)裝置真正達(dá)到良好的工作效果，必須加強(qiáng)各部分之間的協(xié)調(diào)配合。因此，在對(duì)繼電保護(hù)裝置系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中，必須充分考慮系統(tǒng)的綜合性，才能達(dá)到預(yù)期的效果。

（二）效益研究

由于科技的進(jìn)步和社會(huì)的進(jìn)步，社會(huì)對(duì)工業(yè)和民用電氣設(shè)備提出了更高的要求，有力地促進(jìn)了各種新型工業(yè)和民用電氣設(shè)備的普及，目前對(duì)其需求量在不斷增長。為適應(yīng)國家發(fā)展需要，近年來積極開展電網(wǎng)改造工作，智能電網(wǎng)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，受益者不斷增加。智能電網(wǎng)的建設(shè)有效地提高了當(dāng)前電力供應(yīng)的穩(wěn)定性，提高了電力服務(wù)質(zhì)量[3]。二次回路是近年來電力系統(tǒng)發(fā)展中逐漸建立起來的一種有效的保護(hù)裝置，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、成本低、復(fù)雜度低、設(shè)備性能好，有效提高設(shè)備維護(hù)工作的效率和效果，其次是涉及到的高精度輔助電路。二次電路正常運(yùn)行有效地保證了繼電保護(hù)裝置動(dòng)作的正確性、可靠性。在實(shí)際應(yīng)用中使用這些裝置時(shí)，智能電網(wǎng)能夠準(zhǔn)確確定，并在短時(shí)間內(nèi)采取有效措施提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

二、基本原則簡介

（一）選擇性

當(dāng)電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置必須及時(shí)響應(yīng)，以保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。但如果所有設(shè)備都停止運(yùn)行，造成大規(guī)模停電，會(huì)產(chǎn)生很大的影響。因此在電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，繼電保護(hù)必須有選擇性地處理故障，只切除故障部分，而其他部分繼續(xù)運(yùn)行，防止大規(guī)模停電。因此繼電保護(hù)在運(yùn)行時(shí)必須具有較強(qiáng)的選擇性，必須能夠在不影響正常工作部件的情況下，通過處理故障部件來減少停電損害。

（二）速動(dòng)性

電力是當(dāng)前影響國家和社會(huì)發(fā)展的主要能源之一，直接關(guān)系到社會(huì)各行業(yè)的正常運(yùn)行。如果電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，必須盡快處理，以免造成嚴(yán)重后果。繼電保護(hù)裝置的速動(dòng)性還可以有效地減少故障的進(jìn)一步擴(kuò)大，防止故障設(shè)備造成更嚴(yán)重的損壞[4]。

（三）靈敏性

繼電保護(hù)裝置必須能夠在其被保護(hù)范圍內(nèi)檢測出故障，發(fā)出警報(bào)并及時(shí)做出響應(yīng)。例如，及時(shí)準(zhǔn)確地檢測短路、開路和過載等故障，同時(shí)這些故障發(fā)生后，可以準(zhǔn)確定位故障并及時(shí)響應(yīng)，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此繼電保護(hù)裝置必須具有較強(qiáng)的靈敏度，才能在發(fā)生故障后及時(shí)做出反應(yīng)，這就是繼電保護(hù)裝置存在的意義和價(jià)值。

（四）可靠性

繼電保護(hù)裝置的可靠性是指當(dāng)繼電保護(hù)裝置在不需要?jiǎng)幼鲿r(shí)能可靠不動(dòng)作，在其保護(hù)范圍內(nèi)應(yīng)該動(dòng)作時(shí)，能可靠動(dòng)作，即不拒動(dòng)。繼電保護(hù)裝置的誤動(dòng)作和拒動(dòng)作都會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成很大的影響，因此要求繼電保護(hù)的可靠性要好。

三、常見故障研究

（一）損壞的容量

由于內(nèi)部和外部因素的影響，電力繼電保護(hù)二次電路的維護(hù)過程中仍有一系列問題。如果我們不及時(shí)采取措施合理地解決這些問題，它將對(duì)后續(xù)運(yùn)行產(chǎn)生重大影響。其中一個(gè)常見問題是容量損失，主要是因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)本身的電源質(zhì)量在運(yùn)行中受到很大影響。在實(shí)際操作中，容量損耗將損壞電纜，線路上的保護(hù)設(shè)備將直接干擾隨后的操作并降低電源質(zhì)量。如果公用事業(yè)公司及其員工不注意并沒及時(shí)回應(yīng)，情況只會(huì)變得更糟，最終降低公用事業(yè)運(yùn)營的整體質(zhì)量[5]。

（二）損壞的外部硬件

事實(shí)上，在維護(hù)功率繼電器的二次電路期間，外部硬件的損壞也會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)的不穩(wěn)定。損壞主要是由于繼電器電路損壞和電路故障。線路損壞主要是因?yàn)橄到y(tǒng)在正常運(yùn)行條件下受到了許多因素的影響，而系統(tǒng)的二次回路受到一定程度的影響，造成波動(dòng)，供電質(zhì)量惡化，電網(wǎng)處于不穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，直接干擾到電力供應(yīng)質(zhì)量。

（三）內(nèi)部零件嚴(yán)重老化剝落

在電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行過程中，裝置工作時(shí)間一般都比較長，如果電力公司不及時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，就會(huì)出現(xiàn)內(nèi)部元件老化的問題。它影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)輸出的電能質(zhì)量也會(huì)有影響。實(shí)際上，電力系統(tǒng)的運(yùn)行長期處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，是內(nèi)部元件老化導(dǎo)致的原因[6]。這不僅增加了電力和企業(yè)的維護(hù)成本，也在一定程度上影響了電力系統(tǒng)運(yùn)行的整體質(zhì)量。

四、相關(guān)對(duì)策研究

（一）回路負(fù)荷維護(hù)

當(dāng)變壓器長時(shí)間過載時(shí)，它不僅會(huì)失去自己的性能，還會(huì)減少設(shè)備的使用壽命并帶來更多不利的影響。有必要進(jìn)行常規(guī)維護(hù)和負(fù)載控制變壓器設(shè)備，以延長變壓器的使用壽命。同時(shí)還可以優(yōu)化差動(dòng)保護(hù)的性能，實(shí)現(xiàn)對(duì)電流合理控制的。二是變壓器的質(zhì)量檢驗(yàn)。變壓器的質(zhì)量對(duì)提高電力系統(tǒng)的保護(hù)起著重要作用。因此，在選擇變壓器時(shí)，必須嚴(yán)格控制控制器的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，以結(jié)合電力系統(tǒng)的需求。例如，繼電保護(hù)裝置測量后，如果電流超標(biāo)，可以選擇一些氣隙小的變壓器設(shè)備，這樣不僅可以完全解決剩磁問題，而且可以最大限度地提高磁飽和。第三，選擇電流變壓器。根據(jù)電力系統(tǒng)和差動(dòng)保護(hù)裝置的模型要求，電流互感器應(yīng)合理選擇。通常，所使用的電流變壓器的電平約為10，因子10或因子15.當(dāng)發(fā)生短路穩(wěn)態(tài)電流時(shí)，電流值受到限制。此時(shí)，負(fù)載誤差必須在10%以內(nèi)穩(wěn)定以減少問題的發(fā)生。

（二）加強(qiáng)維修工作

在長期發(fā)展之后，電流源繼電器保護(hù)的二次電路通常包括具有復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的多個(gè)器件。為了確保設(shè)備的正常和可靠運(yùn)行，必須保證設(shè)備的所有部件的質(zhì)量。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，電力繼電保護(hù)的次級(jí)電路需要根據(jù)實(shí)際需要選擇相關(guān)組件，以確保系統(tǒng)的正常和可靠運(yùn)行。

功能檢驗(yàn)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要部分和保證系統(tǒng)操作的重要因素。只有通過掌握所涉及的設(shè)備的功能，系統(tǒng)設(shè)計(jì)才能更好，并確保將來的系統(tǒng)正常運(yùn)行。同時(shí)，在功能測試中，需要分析和研究設(shè)備的硬件設(shè)備，模塊和指令，以改善系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提高電路的保護(hù)效果。計(jì)算機(jī)技術(shù)主要用于模擬處理過程，通過合理調(diào)試找到現(xiàn)有問題，以提高系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。在調(diào)試期間，必須根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容和安裝項(xiàng)目逐項(xiàng)完成調(diào)試工作。它提高了調(diào)試過程的準(zhǔn)確性，并減少了錯(cuò)誤和安全風(fēng)險(xiǎn)的影響。首先，操作員需要了解和掌握系統(tǒng)的類型和頻率找出故障的原因，通過數(shù)據(jù)監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，以確保系統(tǒng)操作正常。最后，必須基于繼電器保護(hù)和耦合電路的特定要求合理地設(shè)置操作方案，以提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。

在該過程中，如果在維護(hù)期間當(dāng)前電路存在問題，則負(fù)責(zé)人應(yīng)及時(shí)向其報(bào)告，并且隨后的電荷人員還必須控制安全范圍內(nèi)的次級(jí)負(fù)載電流。目前，電力系統(tǒng)的二次電路操作中存在各種問題。為了合理化解決這些問題，工作人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施。如果工作人員發(fā)現(xiàn)，在檢查期間，次級(jí)電路電流超過指定范圍內(nèi)的正常值，應(yīng)及時(shí)向其報(bào)告和處理，以確保該容量符合實(shí)際要求。

（三）確保元件的質(zhì)量

如上所述，近年來，隨著電力系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展和其他因素的影響，各種新電力設(shè)備已廣泛應(yīng)用于實(shí)際。為了確保功率繼電器保護(hù)二次電路的運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定健康的運(yùn)行，相應(yīng)的電源公司還必須注意電網(wǎng)電路的維護(hù)，嚴(yán)格檢查內(nèi)部部件的性能。企業(yè)可以配置專業(yè)人員來執(zhí)行此維護(hù)操作。相關(guān)人員和技術(shù)人員必須進(jìn)行維護(hù)工作，仔細(xì)檢查該線的結(jié)構(gòu)和內(nèi)部組件，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行有針對(duì)性的維護(hù)方法。公司的相應(yīng)員工還必須清楚，技術(shù)檢驗(yàn)確保了工作的后續(xù)發(fā)展。在電力系統(tǒng)檢查期間，人員必須在實(shí)際操作過程中分析各種組件的功能特性，以確保它們能夠滿足實(shí)際要求。以下系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作將確定各種組件的功能特性，使系統(tǒng)能夠滿足實(shí)際需求，為未來的全球規(guī)劃和設(shè)計(jì)提供更系統(tǒng)的指導(dǎo)。此外，在維護(hù)系統(tǒng)電路時(shí)，有必要分析系統(tǒng)的關(guān)鍵組件和鍵模塊，驗(yàn)證調(diào)試過程中的操作條件，并確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，這也增加了復(fù)雜性設(shè)計(jì)過程中輔助電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。為了確保設(shè)備的正常運(yùn)行，所涉及的類型和數(shù)量正在增加。這些組件的質(zhì)量與繼電器保護(hù)二次電路的運(yùn)行效率直接相關(guān)。

五、結(jié)束語

本文通過對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)二次回路檢修中存在的問題及相關(guān)解決辦法進(jìn)行研究，該裝置對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全具有重要意義。為了在實(shí)際運(yùn)行過程中保證繼電保護(hù)的有效性，保證繼電保護(hù)準(zhǔn)確靈敏地發(fā)揮作用，必須遵循幾個(gè)基本原則。為實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)二次回路檢修能發(fā)揮有效作用，需要啟動(dòng)負(fù)載檢修和元件質(zhì)量檢查，以保證裝置的正常運(yùn)行，從而保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定得到改善。