繼電保護(hù)二次回路隱患排查方法研究

中煤哈密發(fā)電有限公司 趙禎

1 引言

電廠在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演著重要角色，運(yùn)行質(zhì)量影響著整個(gè)地區(qū)的用電情況。為保證電廠電力系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行，必須配備繼電保護(hù)裝置對(duì)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。在實(shí)際工作中，繼電保護(hù)二次回路存在各種潛在隱患，使繼電保護(hù)功能難以充分發(fā)揮。因此需加強(qiáng)研究，采取有效排患方法，對(duì)二次回路的隱患進(jìn)行排除，進(jìn)而提升系統(tǒng)的安全性和可靠性。

2 電廠繼電保護(hù)二次回路隱患排查的必要性

電廠繼電保護(hù)二次回路發(fā)生斷線等故障時(shí)，電廠繼電保護(hù)系統(tǒng)將無(wú)法及時(shí)獲得工作所需的相關(guān)電壓數(shù)據(jù)，導(dǎo)致獲取的數(shù)據(jù)出現(xiàn)明顯的偏差，致使保護(hù)工作受到影響[1]。為了確保這些問(wèn)題得到有效解決，就必須加強(qiáng)二次回路隱患的排查，使繼電保護(hù)功能得以完全發(fā)揮，才能保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3 電廠繼電保護(hù)二次回路主要隱患分析

繼電保護(hù)二次回路主要由信號(hào)回路、電源回路、測(cè)量回路、控制回路等構(gòu)成。繼電保護(hù)二次回路構(gòu)成如圖1所示，其中每個(gè)回路由各自元件聯(lián)合組成，共同構(gòu)成一次設(shè)備的監(jiān)視、調(diào)節(jié)、保護(hù)的電氣回路。在二次回路運(yùn)行期間存在潛在隱患，下面對(duì)主要隱患及危害進(jìn)行分析。

圖1 繼電保護(hù)二次回路構(gòu)成

3.1 二次回路多點(diǎn)接地

二次回路出現(xiàn)多點(diǎn)接地時(shí)，會(huì)使中性線電壓發(fā)生偏移，導(dǎo)致相電壓出現(xiàn)波動(dòng)，但在三相電壓平衡中這種電壓波動(dòng)難以察覺，故需要結(jié)合實(shí)際情況來(lái)判斷。當(dāng)相電壓高于正常上限值，線路出現(xiàn)故障，且和電壓正方向一致時(shí)，則判別電壓偏移與方向元件的難度不大。但若線路故障和電壓正方向不一致時(shí)，電壓值與整定值會(huì)發(fā)生改變，易使繼電器出現(xiàn)誤判，進(jìn)而做出錯(cuò)誤動(dòng)作[2]。當(dāng)相電壓低于正常值，線路出現(xiàn)故障，且和電壓正方向一致時(shí)，線路和地面存在阻抗，則電壓值不會(huì)降低太多，繼電器受到的影響較小。若線路故障和電壓正方向不一致時(shí)，零序功率繼電器會(huì)有可能做出錯(cuò)誤動(dòng)作。

3.2 設(shè)備老化和磨損

根據(jù)相關(guān)研究，在繼電保護(hù)二次回路所有引發(fā)線路故障的隱患當(dāng)中，元件老化和磨損是一項(xiàng)重要的因素。元件老化和磨損使回路長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，且養(yǎng)護(hù)管理不到位，使元件性能出現(xiàn)衰退。這類隱患若不及時(shí)解決，將會(huì)使回路輔助接點(diǎn)損壞，阻礙電流流通，誘發(fā)各種問(wèn)題。

3.3 二次接線失誤

在對(duì)二次回路進(jìn)行接線時(shí)，接線失誤是主要的隱患，會(huì)使端子無(wú)法緊固，造成對(duì)應(yīng)的線頭松動(dòng)或接觸不良，導(dǎo)致電廠二次回路運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)而使繼電保護(hù)作用減弱。接線失誤的根本原因是工作人員的操作不當(dāng)或疏忽所致。因此，為了有效減少此類隱患，電廠相關(guān)部門應(yīng)強(qiáng)化對(duì)工作人員的技術(shù)培訓(xùn)，提升其業(yè)務(wù)水平。

3.4 PT和CT設(shè)備隱患

在繼電保護(hù)系統(tǒng)中，PT 和CT 設(shè)備是關(guān)鍵的設(shè)備，若出現(xiàn)故障，將會(huì)影響整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行。在實(shí)際工作中，PT設(shè)備隱患不易被發(fā)現(xiàn)，但產(chǎn)生的危害將使繼電保護(hù)失去作用，造成數(shù)據(jù)傳輸中斷，計(jì)量工作被迫停止，最終導(dǎo)致整個(gè)電力系統(tǒng)陷入癱瘓。相較于PT 設(shè)備隱患，CT 設(shè)備的隱患引發(fā)因素也更多，主要原因是設(shè)備本身質(zhì)量不佳或性能較差所導(dǎo)致。繼電保護(hù)反應(yīng)的系統(tǒng)一次電流運(yùn)行變化都是通過(guò)CT 設(shè)備取得，如有隱患危害雖然沒(méi)有PT 設(shè)備隱患大，但仍然不容小覷，其會(huì)影響端子排線路電流的通行，保護(hù)裝置邏輯判斷可能誤動(dòng)。不當(dāng)操作會(huì)減弱CT設(shè)備的服役效果，致使輸出電流出現(xiàn)較大偏差而變得難以校正，降低系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和有效性，使系統(tǒng)安全受到威脅[3]。

在現(xiàn)實(shí)電廠二次回路中，除了以上四種隱患類型，還有計(jì)算偏差、設(shè)備管理不當(dāng)?shù)入[患。這兩類隱患也較為常見，其中，計(jì)算偏差主要是由于電廠電力系統(tǒng)運(yùn)行在復(fù)雜的環(huán)境中，致使計(jì)算出的實(shí)際數(shù)值和理論值存在偏差。計(jì)算偏差會(huì)轉(zhuǎn)變成二次回路潛在的隱患，進(jìn)而影響繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行；設(shè)備管理不當(dāng)主要是缺乏足夠重視或管理制度不健全，存在漏洞等所致，其會(huì)誘發(fā)二次回路各種故障，降低系統(tǒng)運(yùn)行效率。現(xiàn)對(duì)這些隱患類型和危害進(jìn)行總結(jié)，二次回路隱患類型和主要危害見表1。

表1 二次回路隱患類型和主要危害

4 電廠繼電保護(hù)二次回路隱患排查方法

4.1 PT回路隱患排查

PT設(shè)備是二次回路必不可少的部件，其排患工作涉及面廣。在排患過(guò)程中，主要對(duì)PT設(shè)備斷路隱患進(jìn)行排查。首先斷開系統(tǒng)電路開關(guān)，使其處于斷電狀態(tài)。在回路現(xiàn)場(chǎng)，若排患對(duì)象是普通設(shè)備的主線路時(shí)，需要考慮設(shè)備接線情況，斷開所有供電開關(guān)，然后再進(jìn)行相應(yīng)排患工作。根據(jù)檢修經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)主線路出現(xiàn)故障時(shí)，影響面非常廣，可能會(huì)造成電力系統(tǒng)供電出現(xiàn)問(wèn)題。當(dāng)系統(tǒng)分支線路出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)按照排患方案和制度進(jìn)行科學(xué)細(xì)致的排查，不能忽視每一個(gè)可能出現(xiàn)的故障點(diǎn)。同時(shí)在排患過(guò)程中，應(yīng)盡量降低對(duì)相關(guān)設(shè)備或線路的影響。

4.2 CT隱患排查

由于CT 設(shè)備是二次回路系統(tǒng)的重要部件，CT設(shè)備隱患排查工作量大、內(nèi)容多，為了提升排患效果，應(yīng)根據(jù)CT設(shè)備隱患形式，采取針對(duì)性措施進(jìn)行合理操作。在實(shí)際排患中，若發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患大部分是由于端子排質(zhì)量不佳引起的，則結(jié)合線路運(yùn)行情況，在保證CT設(shè)備負(fù)荷側(cè)電流為零的條件下，停止二次回路系統(tǒng)供電，確認(rèn)安全的前提下，展開設(shè)備端子排的換新工作，并對(duì)設(shè)備性能進(jìn)行分析。

4.3 設(shè)備元件老化隱患排查

設(shè)備元件老化是排患工作中容易忽視的問(wèn)題，其主要原因是設(shè)備內(nèi)部元件眾多，類型不一，老化元件難以判斷。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，當(dāng)設(shè)備元件可能出現(xiàn)老化或老化情況嚴(yán)重時(shí)，在繼電保護(hù)二次回路中，定期對(duì)元件展開檢查，周期性進(jìn)行更換與處理。在更換過(guò)程中，確保其他元件不暴露在極端環(huán)境中。

4.4 電纜與發(fā)電廠CT側(cè)二次回路隱患排查

作為二次回路的連接部件，電纜起到信號(hào)、電能傳輸?shù)淖饔?，若是電纜出現(xiàn)隱患，則很大概率會(huì)造成二次回路被擊穿。因此，需要格外引起重視。排查過(guò)程中，應(yīng)有針對(duì)性地進(jìn)行檢測(cè)，重點(diǎn)查看電纜型號(hào)、規(guī)格、材質(zhì)等質(zhì)量達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在解決已出現(xiàn)的電纜隱患時(shí)，首先應(yīng)判斷電纜故障類型，根據(jù)二次回路的電路原理結(jié)構(gòu)，分析電纜的性能和作用，保證故障處理后電纜滿足系統(tǒng)要求。需要注意的是專用設(shè)備電纜工作過(guò)程中，應(yīng)使母線處于良好的環(huán)境中，確保電纜連接無(wú)誤。

發(fā)電廠CT二次側(cè)二次回路隱患的排查，主要方法：一是根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際情況，適時(shí)檢查濾波器的工作狀態(tài)，掌握詳細(xì)參數(shù)運(yùn)行信息等，在此基礎(chǔ)之上，對(duì)設(shè)備隱患可疑部位進(jìn)行測(cè)量，觀察儀器儀表數(shù)據(jù)，并和正常工作數(shù)據(jù)對(duì)比，判斷問(wèn)題所在。二是在實(shí)際排患過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合以往排患經(jīng)驗(yàn)，對(duì)重點(diǎn)部位進(jìn)行逐一檢查。三是對(duì)關(guān)鍵接線端口進(jìn)行檢查，確保接觸良好。四是定期、合理地開展發(fā)電廠CT二次側(cè)二次回路排患工作。

5 電廠繼電保護(hù)二次回路隱患防范措施

5.1 采用多CPU容錯(cuò)技術(shù)

先進(jìn)科學(xué)技術(shù)是二次回路隱患排查與消除的有力手段。在預(yù)防二次回路排患時(shí)，通過(guò)將多CPU容錯(cuò)技術(shù)引入當(dāng)中，能夠有效降低設(shè)備元件錯(cuò)誤判斷、錯(cuò)誤動(dòng)作的概率[4]，從而提高電力系統(tǒng)容錯(cuò)能力和運(yùn)行可靠性，減少災(zāi)難事故、隱患事故的發(fā)生或擴(kuò)散。此外，應(yīng)用多CPU容錯(cuò)技術(shù)能優(yōu)化信息處理和檢修工作條件，實(shí)現(xiàn)設(shè)備不同元件運(yùn)行數(shù)據(jù)的收集和共享，確保系統(tǒng)在出現(xiàn)異常時(shí)，設(shè)備能夠作出準(zhǔn)確判斷，保障系統(tǒng)連續(xù)、正常運(yùn)行。

5.2 強(qiáng)化接線完整性

在電廠電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，PT 回路斷線和CT回路開路的質(zhì)量問(wèn)題時(shí)常發(fā)生，一旦線路出現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致保護(hù)裝置誤動(dòng)和系統(tǒng)癱瘓、一次設(shè)備失去保護(hù)。因此，需要采取有效措施對(duì)此類問(wèn)題進(jìn)行預(yù)防。首先，在進(jìn)行CT 選型前，應(yīng)作好相關(guān)調(diào)查，確保CT 質(zhì)量滿足二次回路運(yùn)行要求，在此前提下，還需要對(duì)CT回路展開校核，加強(qiáng)CT品質(zhì)控制，確保檢查工作的全面性，同時(shí)參考設(shè)備歷史正常運(yùn)行數(shù)據(jù)，以進(jìn)行深入分析；其次，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注PT回路斷線的情況，并加強(qiáng)CT回路質(zhì)量的管理，對(duì)可能出現(xiàn)的斷線位置進(jìn)行排除；最后，PT回路可能出現(xiàn)隱患的出線（PT 二次繞組的出線）、斷線位置進(jìn)行排除。參照二次回路接線原理，查看PT 二次刀閘接線、熔斷保護(hù)器等關(guān)鍵部件是否安裝正確，接觸是否良好，從根源上消除接線隱患。在對(duì)CT進(jìn)行選型之前，應(yīng)先作好相關(guān)調(diào)查，確保CT質(zhì)量滿足二次回路運(yùn)行要求。在此前提下，還需要對(duì)CT回路展開校核，加強(qiáng)CT品質(zhì)控制。同時(shí)參考設(shè)備歷史正常運(yùn)行數(shù)據(jù)，以進(jìn)行深入分析。

5.3 加強(qiáng)設(shè)備檢修和養(yǎng)護(hù)

二次回路設(shè)備正常、穩(wěn)定運(yùn)行離不開良好的檢修和養(yǎng)護(hù)工作，因此除了采取基本的隱患防范措施外，還需要加強(qiáng)設(shè)備的檢修和養(yǎng)護(hù)工作。在實(shí)際操作過(guò)程中，為了提升檢修效率，降低檢修時(shí)間，需要對(duì)已出現(xiàn)的隱患類型進(jìn)行總結(jié)，提前編制切實(shí)合理的作業(yè)步驟及詳細(xì)的繼電保護(hù)二次回路檢修方案，并嚴(yán)格按照檢修方案進(jìn)行檢修，重點(diǎn)關(guān)注易出現(xiàn)隱患的位置。當(dāng)確認(rèn)隱患部位時(shí)，立即替換故障元件，減少檢修時(shí)間。對(duì)每一個(gè)元件建立臺(tái)賬，確保元件達(dá)到使用壽命期限之前得到及時(shí)更換。在養(yǎng)護(hù)工作任務(wù)中，定期清理設(shè)備表面和內(nèi)部的灰塵，保證設(shè)備干凈整潔，使二次回路有一個(gè)良好的運(yùn)行基礎(chǔ)。

5.4 建立健全排查制度，提高人員安全意識(shí)

電廠二次回路隱患排查工作的展開需要建立一套合理的排查制度，并在此基礎(chǔ)上形成一整套完備的科學(xué)檢測(cè)體系，對(duì)可能存在的隱患及時(shí)進(jìn)行解決。在排患過(guò)程中，要切實(shí)把每一項(xiàng)隱患排查制度落到實(shí)處，確保各項(xiàng)排故工作順利進(jìn)行，同時(shí)需要加強(qiáng)檢修人員的安全意識(shí)培養(yǎng)，能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)隱患。在日常檢查或值班過(guò)程中，檢修人員應(yīng)注意各設(shè)備運(yùn)行情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，及時(shí)向上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、部門報(bào)告，避免發(fā)生因決策不及時(shí)出現(xiàn)的安全事故。

6 結(jié)語(yǔ)

繼電保護(hù)二次回路隱患類型較多，排患工作涉及面廣、難度大，難以及時(shí)消除隱患。針對(duì)這些問(wèn)題，應(yīng)結(jié)合歷史隱患信息，采取相應(yīng)解決方法，細(xì)致分析，逐步排除，同時(shí)引進(jìn)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，做好隱患預(yù)防，通過(guò)多角度、多元化的隱患排查，降低隱患誘發(fā)故障的概率，使系統(tǒng)高效安全運(yùn)行。