阜寧供電公司 劉 岳

關(guān)于電力繼電保護(hù)相關(guān)問題的探討

阜寧供電公司 劉 岳

繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)運(yùn)行中的重要結(jié)構(gòu)裝置，是保證電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的重要技術(shù)保障措施，繼電保護(hù)的不正確動(dòng)作將直接導(dǎo)致事故和系統(tǒng)穩(wěn)定的破壞。本文通過工作實(shí)踐并結(jié)合相關(guān)資料，以繼電保護(hù)的故障處理原則為基礎(chǔ)，介紹了目前普遍使用的繼電保護(hù)故障處理原則，并對(duì)差動(dòng)保護(hù)使用的性能優(yōu)勢(shì)及其二次回路故障造成的不利影響等問題展開分析，提出了處理故障的有效方式。

電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；差動(dòng)保護(hù)；二次回路

1.引言

近年來，隨著電力系統(tǒng)的大力發(fā)展，我國(guó)電力系統(tǒng)規(guī)模和容量的日益增大，同時(shí)電力系統(tǒng)面臨的故障日益嚴(yán)重。由于繼電保護(hù)是保障電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的重要技術(shù)手段，其正常動(dòng)作與否將對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行造成重大的影響，一旦電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，那么將會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人身傷亡。因此對(duì)電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)進(jìn)行相關(guān)研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2.繼電保護(hù)對(duì)電力系統(tǒng)的作用

電力系統(tǒng)運(yùn)行中，造成繼電保護(hù)裝置的故障可能是多方面的，為了構(gòu)建良好的電力系統(tǒng)運(yùn)行秩序，在設(shè)備運(yùn)作期間必須要配備相應(yīng)的運(yùn)行保護(hù)。繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)能夠及時(shí)檢測(cè)故障發(fā)生的因素，并判斷故障的具體位置，向技術(shù)人員發(fā)送報(bào)警信號(hào)等，為故障問題的處理創(chuàng)造了條件。其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：

(1)維護(hù)安全，性能優(yōu)越。繼電保護(hù)技術(shù)在數(shù)據(jù)信息安全性能的保護(hù)上作用顯著，可有效避免外界因素干擾造成的裝置受損等。當(dāng)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行之后，繼電保護(hù)裝置可以實(shí)現(xiàn)有效的防范監(jiān)測(cè)。隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，繼電保護(hù)裝置的這種材料屬于絕緣物質(zhì)，在使用過程中很難受到外界腐蝕作用的影響。在今后的各項(xiàng)電力設(shè)備運(yùn)行技術(shù)發(fā)展階段，繼電保護(hù)裝置產(chǎn)品的性能會(huì)變得更加優(yōu)化，其“能力強(qiáng)”主要表現(xiàn)在抵制干擾、增強(qiáng)絕緣、防范電磁等方面。

(2)投資較少，安裝便捷。繼電保護(hù)裝置本身的材料質(zhì)量較小產(chǎn)品重量一般都比較小。這就給電力行業(yè)施工創(chuàng)造了有利條件，在電網(wǎng)運(yùn)行期間結(jié)合新建的傳輸通道，大大降低了電力系統(tǒng)占據(jù)的空間。繼電保護(hù)產(chǎn)品質(zhì)量的減小對(duì)于系統(tǒng)安裝施工的操作效率提升也有幫助，可顯著降低電網(wǎng)運(yùn)行的成本投入。我國(guó)市場(chǎng)上銷售的繼電保護(hù)產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)都在積極優(yōu)化升級(jí)。高科技的繼電保護(hù)產(chǎn)品帶來的是故障診斷的高效率，同時(shí)在電能消耗上要比其他保護(hù)裝置低得多。繼電保護(hù)裝置在安裝過程中操作方便，技術(shù)人員只需安裝電氣圖紙操作即可。

(3)檢測(cè)故障及防范。從根本上看，繼電保護(hù)是在電力系統(tǒng)的設(shè)備或元器件出現(xiàn)故障之后，對(duì)系統(tǒng)實(shí)施報(bào)警以提醒值班人員處理。另外，還可以對(duì)控制的斷路器發(fā)出跳閘程序操控指令，以及時(shí)中斷各受損設(shè)備的運(yùn)行，從而達(dá)到保護(hù)設(shè)備或元器件的效果，這種高性能的故障防范功能是其他設(shè)備無法實(shí)現(xiàn)的。

3.繼電保護(hù)故障處理的原則

繼電保護(hù)的故障處理不是單純的以繼電保護(hù)人員的意志而進(jìn)行需要按照一定的原則，這些原則如下：

第一，處理繼電保護(hù)故障時(shí)要保持正確、冷靜的態(tài)度。電力系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)等設(shè)備在運(yùn)行過程中，繼電保護(hù)裝置的連接片要根據(jù)運(yùn)行方式的變化而進(jìn)行相應(yīng)的投、退處理。在進(jìn)行這兩項(xiàng)處理時(shí)要求工作人員同時(shí)進(jìn)行，而且要經(jīng)過細(xì)致的辨別清楚后，才能夠操作。而且對(duì)于跳閘回路的連接片來說，只有相應(yīng)的開關(guān)在運(yùn)行的過程中才能夠投入，所以，首先要使用直流電壓表對(duì)兩個(gè)連接片之間的直流電壓進(jìn)行測(cè)量，然后再投入。此外，電氣的運(yùn)行人員還要定期對(duì)繼電保護(hù)裝置中的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，同樣的，也要有兩個(gè)人來完成，而且他們不能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行修改，或者刪除。

第二，能夠根據(jù)信號(hào)狀態(tài)準(zhǔn)確判斷故障發(fā)生點(diǎn)。在繼電保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)中出現(xiàn)的光子牌信號(hào)、事件記錄以及故障錄波器所采集到的圖形、繼電保護(hù)裝置的燈光信號(hào)或者其他信號(hào)等都是對(duì)繼電保護(hù)的故障進(jìn)行處理的基礎(chǔ)依據(jù)。所以，在對(duì)繼電保護(hù)的故障進(jìn)行處理之前，要對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行分析，判斷出信號(hào)處的故障和真?zhèn)?。同時(shí)，根據(jù)這些信號(hào)所提供的有效信息迅速的采取適當(dāng)?shù)奶幚泶胧?，這才是處理繼電保護(hù)故障的關(guān)鍵之所在。

第三，對(duì)人為故障要給以緊急處理。正確處理人為故障時(shí)繼電保護(hù)故障處理中一個(gè)非常重要的問題。一旦根據(jù)繼電保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)所提供的信號(hào)故障信息，沒有找到導(dǎo)致故障發(fā)生的原因，或者當(dāng)斷路器在斷路之后沒有發(fā)出相應(yīng)的警告信號(hào)，當(dāng)這兩種情況發(fā)生時(shí)，會(huì)給故障處理增加很大的難度，因?yàn)?，繼電保護(hù)人員根據(jù)已知信息無法正確的判斷出這些故障時(shí)有人為造成，還是繼電保護(hù)設(shè)備、裝置自身發(fā)生的故障。所以在處理中這類故障時(shí)首先要弄清楚的就是發(fā)生故障的原因。在繼電保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)中，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員的基礎(chǔ)技能水平不高，對(duì)故障也缺乏足夠的重視程度，沒有及時(shí)的采取正確的處理措施，操作時(shí)的誤碰等都會(huì)導(dǎo)致人為故障。所以，如果發(fā)生了人為原因造成的繼電保護(hù)故障，要對(duì)這些故障的實(shí)際狀況如實(shí)反映，以便工作人員能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的分析，同時(shí)對(duì)于導(dǎo)致這類事故的原因及處理方式也要給以記錄，避免再次發(fā)生類似的故障。

4.差動(dòng)保護(hù)二次回路檢修方法

電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)的常用方式是差動(dòng)保護(hù)，也是保護(hù)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要設(shè)備。為了讓差動(dòng)保護(hù)作用得到全面的發(fā)揮，技術(shù)人員或操作人員在調(diào)試、控制差動(dòng)保護(hù)設(shè)備時(shí)必須要注意多個(gè)方面的控制，為差動(dòng)保護(hù)設(shè)備營(yíng)造一個(gè)良好的運(yùn)行環(huán)境。通常，對(duì)差動(dòng)保護(hù)二次回路故障采取的處理措施多數(shù)是對(duì)電流、互感器等方面實(shí)施優(yōu)化調(diào)控。

圖1 繼電保護(hù)的模擬仿真

(1)負(fù)荷檢修。負(fù)荷過大給電流互感器造成的影響是超荷載運(yùn)行，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行下去會(huì)減短電流互感器的使用壽命。因而，差動(dòng)保護(hù)運(yùn)行時(shí)要對(duì)電流互感器的負(fù)荷大小嚴(yán)格控制，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行需要適當(dāng)降低電流互感器的勵(lì)磁電流。降低二次負(fù)荷的方式：降低控制電纜的電阻、選擇弱電控制用的電流互感器等，同時(shí)定期檢查互感器的實(shí)際狀態(tài)。

(2)質(zhì)量檢修。市場(chǎng)銷售的電流互感器產(chǎn)品種類較多，具體使用時(shí)還是要結(jié)合具體的系統(tǒng)保護(hù)方式選擇。對(duì)于測(cè)電流過大的繼電保護(hù)裝置，在差動(dòng)保護(hù)過程中則可以選擇帶小氣隙的電流互感器，該裝置的鐵芯剩磁小，這一特點(diǎn)會(huì)使得電流互感器的飽和難度加大，提高了差動(dòng)保護(hù)裝置的性能。該類互感器的勵(lì)磁電流小，對(duì)失衡電流也有控制作用。

(3)電流檢修。電流互感器是決定差動(dòng)保護(hù)效果的重要元件，也是構(gòu)建差動(dòng)保護(hù)模式時(shí)需要重點(diǎn)分析的內(nèi)容。在電流互感器安裝使用期間，要對(duì)互感器的使用型號(hào)合理選擇。最好使用差動(dòng)保護(hù)專用的D級(jí)電流互感器；在經(jīng)過保護(hù)裝置外圍的穩(wěn)態(tài)短路電流時(shí)，電流達(dá)到最大值后需將差動(dòng)保護(hù)回路的二次負(fù)荷控制在10%誤差內(nèi)。

(4)保護(hù)檢修。除了電流差動(dòng)保護(hù)之外，遇到一些操作難度較大的情況時(shí)也可以適當(dāng)變化差動(dòng)保護(hù)的形式。比率差動(dòng)保護(hù)則是差動(dòng)保護(hù)運(yùn)用較多的一種，將其運(yùn)用于二次回路檢修中也能發(fā)揮良好的故障診斷性能。比率差動(dòng)保護(hù)的運(yùn)行方式：當(dāng)經(jīng)過繼電保護(hù)回路的電流值增大時(shí)，不斷增強(qiáng)裝置保護(hù)的性能，以防止故障期間保護(hù)裝置出現(xiàn)誤操作、誤動(dòng)等現(xiàn)象。

5.搞好系統(tǒng)回路的檢查工作

電力系統(tǒng)是差動(dòng)保護(hù)二次回路正常運(yùn)行的前提，在實(shí)際運(yùn)用過程中必須要對(duì)電力系統(tǒng)實(shí)施嚴(yán)格的控制管理，通過對(duì)系統(tǒng)的更新升級(jí)來增強(qiáng)運(yùn)行性能。實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的更新應(yīng)該根據(jù)收集到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集、分析、處理、歸納，以從多個(gè)方面的控制繼電保護(hù)裝置的有序性。

(1)回路結(jié)構(gòu)檢查。分析數(shù)據(jù)信息是電力系統(tǒng)操作的必經(jīng)環(huán)節(jié)，差動(dòng)保護(hù)涉及到的電力信息是多方面的，這就需要做好不同信息的分類處理。系統(tǒng)分析可以實(shí)現(xiàn)電力自動(dòng)化操作，對(duì)相關(guān)信息處理后結(jié)合文字、符號(hào)、圖表來描述信息結(jié)果。系統(tǒng)分析包含系統(tǒng)界面、內(nèi)部接口、功能等?？梢酝ㄟ^模擬仿真來檢查系統(tǒng)中的繼電保護(hù)情況，如圖1所示。

(2)回路功能檢查。新時(shí)期我國(guó)工業(yè)運(yùn)用的電力系統(tǒng)是高性能的裝置，在規(guī)劃系統(tǒng)時(shí)要掌握具體的系統(tǒng)功能分配。引進(jìn)操作系統(tǒng)前電力要弄清系統(tǒng)用于處理哪些傳輸信息，然后對(duì)硬件資源、系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)圖、模塊設(shè)計(jì)說明書等方面綜合考慮，最后由編程人員完成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的編排設(shè)計(jì)。

(3)回路調(diào)試檢查。當(dāng)操作系統(tǒng)基本模型出來之后，技術(shù)人員要對(duì)設(shè)計(jì)好的電力系統(tǒng)進(jìn)行模擬調(diào)試，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模擬來發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的不足之處。技術(shù)人員在安裝系統(tǒng)后也要適當(dāng)調(diào)試操作，對(duì)用到的數(shù)據(jù)庫、軟件、圖形等都合理調(diào)試一番，確認(rèn)無誤后才能投入到差動(dòng)保護(hù)運(yùn)作中。

(4)回路操作檢查。電力系統(tǒng)在運(yùn)行階段會(huì)遇到各種異常故障，影響了系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)性能的正常發(fā)揮。在構(gòu)建操作系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注重系統(tǒng)檢查環(huán)節(jié)的布置，通過安裝相關(guān)的檢測(cè)裝置對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)，及時(shí)掌握數(shù)據(jù)信息的具體狀況，根據(jù)差動(dòng)保護(hù)二次回路的實(shí)際需要設(shè)計(jì)方案。

6.結(jié)語

綜上所述，繼電保護(hù)的可靠性是一個(gè)關(guān)系到供電的安全運(yùn)行的一個(gè)重要因素，在電力系統(tǒng)中發(fā)揮了重要的作用，不僅維持了系統(tǒng)的正常運(yùn)行，也保證了系統(tǒng)內(nèi)部各項(xiàng)裝置的有效運(yùn)行。電力企業(yè)在充分認(rèn)識(shí)繼電保護(hù)作用的同時(shí)，也要做好相關(guān)保護(hù)裝置的故障處理，差動(dòng)保護(hù)作為繼電保護(hù)的重要形式，可以為其他繼電保護(hù)裝置提供指導(dǎo)。隨著電力科技含量不斷提高，保護(hù)裝置不斷地更新?lián)Q代，要保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須不斷提高管理水平，完善繼電保護(hù)相關(guān)管理制度，加大人員培訓(xùn)力度，增強(qiáng)繼保人員的工作責(zé)任心，變被動(dòng)管理為主動(dòng)管理，才能防患于未然。

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