電力繼電保護(hù)故障的檢測(cè)及維修

胡靜

國(guó)網(wǎng)河南省電力公司技能培訓(xùn)中心 河南 鄭州 450000

引言

隨著社會(huì)生產(chǎn)和生活水平的提升，社會(huì)用電需求量顯著增加，與此同時(shí)，電力系統(tǒng)的正常穩(wěn)定性也就顯得至關(guān)重要。電力系統(tǒng)要想正常穩(wěn)定的運(yùn)行就需要依靠繼電保護(hù)系統(tǒng)，由此可以看出繼電保護(hù)系統(tǒng)的重要性。而繼電保護(hù)系統(tǒng)能夠正常穩(wěn)定的處于正常工作狀態(tài)，就需要加強(qiáng)日常的故障檢測(cè)和維修工作，將繼電保護(hù)系統(tǒng)的故障時(shí)間壓縮到最短，使各種故障問題能夠高效快速地得以解決。

1 電力繼電保護(hù)常見的故障問題

1.1 開關(guān)設(shè)備故障

開關(guān)設(shè)備故障是繼電保護(hù)系統(tǒng)中常見的一種故障問題。一般情況下，繼電保護(hù)系統(tǒng)中的線路或者電網(wǎng)均正常的話，系統(tǒng)存在故障問題則很可能就是開關(guān)設(shè)備存在不同程度上的故障，主要表現(xiàn)為開關(guān)設(shè)備自身被損壞或者開關(guān)設(shè)備的選用與繼電保護(hù)系統(tǒng)不匹配。在電力繼電保護(hù)系統(tǒng)中，常用的開關(guān)設(shè)備主要分為負(fù)荷開關(guān)和熔斷器與負(fù)荷開關(guān)組裝使用的方式。不同的開關(guān)設(shè)備形式的具體應(yīng)用場(chǎng)景是有所區(qū)別的[1]。因此，對(duì)于開關(guān)設(shè)備的選擇與安裝，需要結(jié)合繼電保護(hù)系統(tǒng)的實(shí)際情況來選擇與之相匹配的類型，否則就會(huì)引起開關(guān)設(shè)備的故障，甚至導(dǎo)致整個(gè)繼電保護(hù)系統(tǒng)不能正常運(yùn)行。

1.2 電源故障

直流電源是繼電保護(hù)系統(tǒng)正常工作的重要基礎(chǔ)，如果直流電源系統(tǒng)存在故障問題，則整個(gè)繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行就會(huì)受到不同程度上的影響，甚至使得整個(gè)繼電保護(hù)都無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)于繼電保護(hù)系統(tǒng)中的直流電源故障，主要有直流接地、充電機(jī)故障、蓄電池故障及交直流串?dāng)_等。電力系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過程中，發(fā)生直流接地的原因有很多種，比如下雨天氣、二次接線盒密封不好、二次線松動(dòng)或誤接等，這些情況都可能會(huì)造成單點(diǎn)或多點(diǎn)直流接地，從而對(duì)繼電器產(chǎn)生沖擊，導(dǎo)致繼電器瞬間誤動(dòng)。同時(shí)，如果發(fā)生交直流串?dāng)_現(xiàn)象，會(huì)使得繼電保護(hù)裝置誤以為電源發(fā)生問題，繼電保護(hù)裝置自行變動(dòng)，嚴(yán)重影響系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

1.3 老化故障

通常情況下，繼電保護(hù)裝置都有規(guī)定的使用年限，其使用壽命一般維持在十年左右。但是，在實(shí)際應(yīng)用過程中，繼電保護(hù)裝置難免會(huì)存在絕緣體老化問題。這主要是因?yàn)槔^電保護(hù)裝置長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)，使得自身的工作環(huán)境溫度較高，在長(zhǎng)期的高溫作用下絕緣裝置就會(huì)加速老化[2]。同時(shí)，如果工作環(huán)境過于潮濕，絕緣裝置的周圍就會(huì)存在大量的水分子，部分水分子就會(huì)被吸附在裝置表面，這樣當(dāng)絕緣裝置中有電流經(jīng)過時(shí)，電流與水分子之間就會(huì)產(chǎn)生一定的相互作用，進(jìn)而嚴(yán)重降低絕緣裝置的絕緣作用，甚至引發(fā)短路故障問題。

1.4 繼電器故障

繼電保護(hù)裝置的插件裝有大量的繼電器，繼電器的線圈和接點(diǎn)運(yùn)行是否良好，直接影響繼電保護(hù)二次回路信號(hào)輸出。繼電器故障主要表現(xiàn)為保護(hù)插件內(nèi)部繼電器線圈過熱、供電不足、線圈斷線、正負(fù)極接反、線圈燒毀、繼電器接點(diǎn)不正確閉合和斷開等。當(dāng)繼電器線圈在長(zhǎng)時(shí)間的通電運(yùn)行下，很可能會(huì)出現(xiàn)過熱的問題，進(jìn)而造成對(duì)線圈的損壞。線圈的工作運(yùn)轉(zhuǎn)需要足夠的電壓條件，如果供電系統(tǒng)不能夠按照線圈運(yùn)行所需的正常電壓給予供給，則線圈就會(huì)存在一定程度上的故障問題[3]。而對(duì)于線圈正負(fù)極接反的問題，主要是指二極管繼電器中極性接反或者電源線圈接反的問題，以至于線圈被燒毀，進(jìn)而不能正常工作。

2 電力繼電保護(hù)故障的檢測(cè)方法

2.1 區(qū)別故障支路和故障相的方法

通常情況下，電流節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)單相接地故障發(fā)生的情況下，其故障特征的顯現(xiàn)會(huì)呈現(xiàn)出一種暫態(tài)的情況。這種情況下，可結(jié)合系統(tǒng)故障前后的數(shù)據(jù)特征，通過相應(yīng)的仿真數(shù)據(jù)模型進(jìn)行模擬，以將電流故障問題時(shí)的瞬時(shí)畸變波形進(jìn)行復(fù)現(xiàn)或者放大。與此同時(shí)，通過數(shù)學(xué)仿真模型還可以將電流暫態(tài)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的小波分解，并將此作為檢測(cè)人員分析判斷的依據(jù)。在故障排查過程中，通過頻帶特征量和負(fù)電荷電流提取的瞬時(shí)性等特征，可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)無故障干擾的判斷，以準(zhǔn)確識(shí)別出故障相故障支路。

2.2 綜合故障分析系統(tǒng)的繼電保護(hù)和檢測(cè)方法

通過實(shí)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)化的設(shè)置，將繼電保護(hù)裝置中關(guān)鍵點(diǎn)全部納入到繼電保護(hù)體系中，并且與系統(tǒng)主站通過數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)通信等方式進(jìn)行全面協(xié)調(diào)與管理。同時(shí)，通過對(duì)繼電保護(hù)裝置反應(yīng)出的保護(hù)安裝處的電氣量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，來進(jìn)一步分析判斷故障的具體發(fā)生位置、故障的性質(zhì)和發(fā)生原因等，精確的向繼電保護(hù)裝置發(fā)出相應(yīng)的指令，對(duì)故障的設(shè)備元件進(jìn)行進(jìn)一步的排查，最大程度上避免系統(tǒng)故障問題引發(fā)更大的經(jīng)濟(jì)損失，提升系統(tǒng)的安全可靠性[4]。

3 電力繼電保護(hù)故障的維修

3.1 直觀檢測(cè)維修法

直觀檢測(cè)維修法是一種最為基礎(chǔ)性的檢修方法，這種方法具有操作簡(jiǎn)單、方便快捷的優(yōu)勢(shì)，因此，具有較廣的應(yīng)用性。對(duì)于維修經(jīng)驗(yàn)豐富的工作人員來說，并不一定非得借助技術(shù)裝備等來實(shí)現(xiàn)故障檢測(cè)，往往首先需要對(duì)繼電保護(hù)裝置的外觀和運(yùn)行特征進(jìn)行觀察，以確認(rèn)其是否存在明顯的異常變化，例如設(shè)備插件表面是否存在顏色變化、設(shè)備面板異常告警燈是否點(diǎn)亮、設(shè)備交流采樣值是否異常、設(shè)備的安裝連接部位是否存在松動(dòng)或者接觸不良的情況，設(shè)備周圍是否存在局部過熱而燒焦的氣味，這些特征現(xiàn)象都可以作為檢測(cè)人員分析判斷的依據(jù)，以協(xié)助工作人員進(jìn)一步確認(rèn)故障問題的根節(jié)點(diǎn)。

3.2 短接維修法

短接維修法也是一種常用的電力電路異常檢測(cè)方法，一般需要借助一根導(dǎo)線，將其分別與被檢測(cè)裝置兩端的金屬相連接，使該電路系統(tǒng)區(qū)域處于短接狀態(tài)。然后將該電路系統(tǒng)進(jìn)行連通查看其電路中相應(yīng)的電流值。如果該區(qū)域內(nèi)電氣設(shè)備處于正常運(yùn)行的狀態(tài)，則證明該電力線路沒有故障問題。此時(shí)就需要對(duì)下一個(gè)需要檢修的設(shè)備進(jìn)行短路處理。通過該方法能夠逐步縮小故障檢修范圍和數(shù)量，直至確定最終的故障發(fā)生位置[5]。

3.3 排除維修法

排除維修法也是一種用于檢測(cè)回路故障的方法，這種檢測(cè)方法的優(yōu)勢(shì)在于排查速度相對(duì)較快且準(zhǔn)確到位。排除維修法的具體操作是將待檢修系統(tǒng)中的并聯(lián)電路逐個(gè)拆除，在按照之前的安裝順序?qū)㈦娏€路上電氣元件和裝置進(jìn)行安裝還原。然后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)接通電源，觀察整個(gè)回路的實(shí)際運(yùn)行情況，如果該回路中存在異常，則證明其中某個(gè)部位存在故障問題，需要進(jìn)一步排查與確定。對(duì)于直流系統(tǒng)故障，常見的處理方式是采用拉路法，目的就是逐步排除直流接地等異常故障點(diǎn)。

3.4 替換檢修法

替換檢修法的應(yīng)用效果良好，但是該方法的檢修效率相對(duì)較低，因此，替換檢修法一般用于檢修工作量較小的系統(tǒng)。一般情況下，對(duì)于電力繼電保護(hù)系統(tǒng)中存在故障問題的情況，檢修人員需要通過初步的分析判斷，將故障點(diǎn)定位到某幾個(gè)電器元件或者裝置上面。然后逐個(gè)拆除疑似故障元件，將其他備用的同種規(guī)格型號(hào)的電氣元件或者裝置進(jìn)行替換安裝。在電氣元件或者裝置替換后系統(tǒng)能夠正常工作，則之前的電氣元件或者裝置存在一定的故障問題，是故障的直接原因。如果在更換后仍然不能正常工作，則需要對(duì)其他電氣元件或者裝置進(jìn)行更換，直至確認(rèn)最終的故障問題根源。

3.5 對(duì)照檢修法

對(duì)照檢修法也是一種常用的繼電保護(hù)故障檢修方法。在對(duì)照檢修法實(shí)際應(yīng)用過程中，主要是通過將電力系統(tǒng)中各個(gè)裝置的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行對(duì)照。檢修人員對(duì)疑似故障位置進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)測(cè)量，然后將該測(cè)量數(shù)據(jù)與正常運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，以確認(rèn)該位置是否存在故障問題。需要注意的是，并不是測(cè)量數(shù)據(jù)與正常數(shù)據(jù)存在差異就可以判定為此處為故障位置，需要配合其他檢修方法進(jìn)一步確認(rèn)[6]。例如，如果測(cè)量數(shù)據(jù)和正常數(shù)據(jù)之間的偏差較大，則可以通過更換相同規(guī)格型號(hào)繼電器的方式進(jìn)行重新測(cè)量，以判斷該位置的故障情況。

4 電力繼電保護(hù)故障的處理措施

4.1 詳細(xì)記錄電力繼電保護(hù)故障的發(fā)生過程

對(duì)于電力繼電保護(hù)系統(tǒng)中的故障問題，其故障類型相對(duì)較多，不同故障類型存在相應(yīng)的故障表現(xiàn)，這就需要對(duì)電力繼電保護(hù)故障的發(fā)生過程進(jìn)行全面詳細(xì)的記錄，如記錄故障問題的發(fā)生時(shí)間、持續(xù)時(shí)間、故障發(fā)生位置、故障問題的表征現(xiàn)象等。這樣，繼電保護(hù)運(yùn)維人員在進(jìn)行檢測(cè)和維修工作時(shí)就能夠顯著提升檢修工作的工作效率，幫助檢修人員能夠以最快的速度結(jié)合故障問題來分析判斷故障的根本原因，使得故障維修工作更加順利。繼電保護(hù)的記錄工作不僅包括故障現(xiàn)狀信息的記錄，而且需要結(jié)合實(shí)際的故障檢修情況進(jìn)行專業(yè)的技術(shù)分析，為后續(xù)故障的處理提供科學(xué)完善的指導(dǎo)依據(jù)。因此，電力繼電保護(hù)故障問題的記錄具有一定的參考價(jià)值，能夠有效提升電力繼電保護(hù)裝置維修的工作效率。

4.2 加強(qiáng)電力繼電保護(hù)設(shè)備的日常維護(hù)

加強(qiáng)電力繼電保護(hù)設(shè)備的日常維護(hù)和管理工作，這樣能夠使得電力繼電保護(hù)裝置在大部分時(shí)間下都能夠處于正常工作狀態(tài)。在這種條件下，繼電保護(hù)裝置不僅能夠減少故障對(duì)于生產(chǎn)的影響范圍和影響時(shí)間，而且還能方便檢修維護(hù)人員能夠及時(shí)有效的發(fā)現(xiàn)一些隱蔽的故障問題，并有充足的時(shí)間去加以維修。電力繼電保護(hù)的日常維護(hù)需要結(jié)合這些設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況制定科學(xué)合理的維護(hù)計(jì)劃，并建立相關(guān)的檢測(cè)維護(hù)工作標(biāo)準(zhǔn)，使得維護(hù)檢修人員能夠明確檢修的根本目的，使得檢修的各項(xiàng)指標(biāo)能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。對(duì)于電力繼電保護(hù)設(shè)備的各項(xiàng)維護(hù)管理工作，必須做好全面深入的檢查，使得相關(guān)裝置能夠得到全方位的檢查和分析，以便能夠及時(shí)準(zhǔn)確的檢查出繼電保護(hù)裝置中可能存在的故障隱患，并采取及時(shí)的解決措施加以控制，最大程度上保證電力繼電保護(hù)裝置能夠正常穩(wěn)定運(yùn)行。

4.3 加強(qiáng)電力繼電保護(hù)設(shè)備故障檢測(cè)和維修技術(shù)的改造升級(jí)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新型先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用能夠有效改善電力繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行和維護(hù)工作質(zhì)量。一方面，各項(xiàng)維護(hù)檢修工作能夠從精準(zhǔn)度方面得以提升，另一方面，還能夠顯著提升檢測(cè)和維修工作的便捷性。同時(shí)，電力繼電保護(hù)設(shè)備故障檢測(cè)和維修技術(shù)的升級(jí)能夠重點(diǎn)攻克一些檢測(cè)和維修技術(shù)難點(diǎn)，使得大部分故障問題能夠加以解決，在一定程度上提升電力系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。

5 結(jié)束語

電力繼電保護(hù)故障的檢測(cè)和維修工作具有一定的專業(yè)性和技術(shù)性。電力繼電保護(hù)是確保電力系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。因此，電力企業(yè)需要加強(qiáng)對(duì)繼電保護(hù)故障的檢測(cè)和維修工作，并科學(xué)運(yùn)用相應(yīng)的檢測(cè)和維修方法，以提升繼電保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，確保電力系統(tǒng)能夠正常穩(wěn)定的運(yùn)行。