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摘要:闡述繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)一些分類和基本性能,并對繼電保護(hù)故障及處理方法進(jìn)行分析,以保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。本文重點(diǎn)分析了繼電保護(hù)的類型,且對其故障正確處理。
關(guān)鍵詞:繼電保護(hù);分類;故障處理;措施
1、繼電保護(hù)的基本性能
對于電力系統(tǒng)而言,繼電保護(hù)之所以得到了高度重視,主要還是由于其獨(dú)特的性能發(fā)揮r較大的價(jià)值。繼電保護(hù)投入運(yùn)行后,可在很長時(shí)間內(nèi)維持系統(tǒng)的正常操作,增強(qiáng)了整個(gè)電力系統(tǒng)性能的體現(xiàn)。
1)維護(hù)安全。正常工作情況下,電力系統(tǒng)的運(yùn)行存在著諸多不安定因素,只要某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會(huì)造成系統(tǒng)難以持續(xù)運(yùn)行。而繼電保護(hù)作為電力系統(tǒng)的組成裝置,其能夠及時(shí)檢測到故障信號(hào).維護(hù)了系統(tǒng)的安全運(yùn)行
2)保證可靠。繼電保護(hù)裝置是根據(jù)繼電原理設(shè)計(jì)出來的電力產(chǎn)品,是繼電保護(hù)作用的現(xiàn)實(shí)體現(xiàn)。繼電保護(hù)的可靠性能體現(xiàn)在能夠分清哪些動(dòng)作可以執(zhí)行,哪些動(dòng)作不該執(zhí)行,讓電力系統(tǒng)更加可靠,見圖1。
圖1微機(jī)繼電保護(hù)原理
3)處理快速?!皶r(shí)間短、處理快、準(zhǔn)確高”,這些都是繼電保護(hù)在使用時(shí)體現(xiàn)出來的最大優(yōu)勢。當(dāng)電力系統(tǒng)即將或?qū)⒁l(fā)生故障是,繼電保護(hù)能快速判斷故障位置、原因、形式,從而把故障帶來的影響消除在外。
4)正確選擇。若電力系統(tǒng)的其它裝置出現(xiàn)異常故障前,繼電保護(hù)裝置能夠正確選擇故障出現(xiàn)的“區(qū)域”,快速定位后地故障及時(shí)分析處理,把故障影響完全消除或控制在最低,避免造成過大的電力損失。
2、繼電保護(hù)的具體分類
盡管繼電保護(hù)帶有了諸多的基本性能,但在實(shí)際使用過程中必須要選用合適的繼電保護(hù)裝黃,找準(zhǔn)需要使用的信號(hào)。這是保證繼電保護(hù)裝置發(fā)揮作用的前提,從專業(yè)角度對繼電保護(hù)實(shí)施分類則成為了不可缺少的工作。當(dāng)前電力行業(yè)運(yùn)用的繼電保護(hù)分類方式如下:
1)保護(hù)對象。從保護(hù)對象角度對繼電保護(hù)分類是一種最為直接的方法,其~般情況可劃分為輸電線保護(hù)、主設(shè)備保護(hù)。從字面上則可看出,這種保護(hù)對象主要包括了:發(fā)電機(jī)、母線、變壓器。
2)功能作用。從功能作用進(jìn)行劃分則通常包含了短路故障保護(hù)、異常動(dòng)作保護(hù)等。若將兩者具體劃分又會(huì)有不同的形式,短路故障類型有設(shè)備保護(hù)、系統(tǒng)保護(hù)等;異常動(dòng)作保護(hù)則多數(shù)指過載、失磁、低頻等。
3)裝置結(jié)構(gòu)。從裝置結(jié)構(gòu)進(jìn)行繼電保護(hù)劃分的種類較為復(fù)雜,其通常包含了模擬式保護(hù)、數(shù)字保護(hù)、信號(hào)保護(hù)、計(jì)算保護(hù)、模擬保護(hù)等等。在選擇使用保護(hù)裝置時(shí)需結(jié)合各種對啦的種類:
4)動(dòng)作原理。從動(dòng)作原理進(jìn)行分類必須從專業(yè)的電力理論角度出發(fā),其主要包括的形式有過電流、過電壓、大功率、遠(yuǎn)距離保護(hù)等多種形式。這些也從側(cè)面上反映了繼電保護(hù)性能的多樣性。
3、繼電保護(hù)常見故障
電壓互感器二次電壓回路在運(yùn)行中出現(xiàn)故障是繼電保護(hù)工作中的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。作為繼電保護(hù)測量設(shè)備的起始點(diǎn),電壓互感器對二次系統(tǒng)的正常運(yùn)行非常重要,PT二次回路設(shè)備不多。接線也不復(fù)雜,但PT--次回路上的故障卻不少見。由于PT二次電壓回路上的故障而導(dǎo)致的嚴(yán)重后果是保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)。據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),PT二次電壓回路異常主要集中在以下幾方面:PT=次中性點(diǎn)接地方式異常;表現(xiàn)為二次未接地(虛接)或多點(diǎn)接地。二次未接地(虛接)除了變電站接地網(wǎng)的原因,更多是由接線工藝引起的。這樣PT二次接地相與地網(wǎng)間產(chǎn)生電壓,該電壓由各相電壓不平衡程度和接觸電阻決定。這個(gè)電壓疊加到保護(hù)裝置各相電壓上,使各相電壓產(chǎn)生幅值和相位變化,引起阻抗元件和方向元件拒動(dòng)或誤動(dòng)。PT開口三角電壓回路異常;PT開口三角電壓回路斷線;有機(jī)械上的原因,短路則與某些習(xí)慣做法有關(guān)。在電磁型母線、變壓器保護(hù)中,為達(dá)到零序電壓定值,往往將電壓繼電器中限流電阻短接,有的使用小刻度的電流繼電器,大大減小了開口三角回路阻抗。當(dāng)變電站內(nèi)或出口接地故障時(shí),零序電壓較大,回路負(fù)荷阻抗較小,回路電流較大,電壓(流)繼電器線圈過熱后絕緣破壞發(fā)生短路。短路持續(xù)時(shí)間過長就會(huì)燒斷線圈,使PT開口三角電壓回路在該處斷線,這種情況在許多地區(qū)發(fā)生過。PT二次失壓;”二次失壓是困擾使用電壓保護(hù)的經(jīng)典問題,糾其根本就是各類開斷設(shè)備性能和二次回路不完善引
電流互感器是供給繼電保護(hù)和監(jiān)控系統(tǒng)判別系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的重要組件。作為繼電保護(hù)對電流互感器的基本要求就是電流互感器能夠真實(shí)地反映一次電流的波形,特別是在故障時(shí),不但要求反映故障電流的大小,還要求反映電流的相位和波形,甚至是反映電流的變化率。而傳統(tǒng)的電磁式電流互感器是利用電磁感應(yīng)原理通過鐵心耦合實(shí)現(xiàn)一、二次電流變換的。由于鐵心具有磁飽和特性。是非線性組件,當(dāng)一次電流很大,特別是一次電流中非周期分量的存在將使嚴(yán)重飽和,勵(lì)磁電流成幾十倍、幾百倍增加,而且含有大量非周期分量和高次諧波分量,造成二次電流嚴(yán)重失真,嚴(yán)重影響了繼電保護(hù)的正確動(dòng)作。由電工基礎(chǔ)理論可知,電流互感器在嚴(yán)重飽和時(shí),其一次電流中的直流分量很大,使其波形偏于時(shí)間軸的一側(cè)。鐵心中有剩磁,且剩磁方向與勵(lì)磁電流中直流分量產(chǎn)生的磁通方向相同,在短路電流直流分量和剩磁的共同作用下,鐵心在短路后不到半個(gè)周期就飽和了。于是,一次電流全部變?yōu)閯?lì)磁電流,二次電流幾乎為0。由于電流互感器嚴(yán)重飽和,使其傳變特性變差甚至輸出為0,才導(dǎo)致了斷路器保護(hù)的拒動(dòng),引起主變壓器后備保護(hù)越級跳閘。
4、故障處理的科學(xué)方式
為了維持繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中正常發(fā)揮作用,遇到繼電保護(hù)故障時(shí)必須要采取針對性措施處理。這樣才能讓繼電保護(hù)裝置的功能得到持續(xù)發(fā)揮,讓整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行效率更加優(yōu)越,使用時(shí)問更長久。具體故障處理方法包括以下幾點(diǎn):
1)更新器件。用好的或認(rèn)為正常的相同元件代替懷疑的或認(rèn)為有故障的元件,來判斷它的好壞,可快速地縮小查找故障范圍。這是處理綜合自動(dòng)化保護(hù)裝置內(nèi)部故障最常用方法。當(dāng)一些微機(jī)保護(hù)故障,或一些內(nèi)部回路復(fù)雜的單元繼電器,可用附近備用或暫時(shí)處于檢修的插件、繼電器取代它。如故障消失,說明故障在換下來的元件內(nèi),否則還得繼續(xù)在其他地方查故障。
2)檢查接線。接線錯(cuò)誤是造成繼電保護(hù)故障的常見因素,其不僅會(huì)影響到繼電裝置的正常運(yùn)行,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致整個(gè)線路燒掉。處理故障中要根據(jù)線路原理圖,逐步查找線路的連接方式。
3)控制范嗣。處理繼電保護(hù)故障前要找準(zhǔn)故障的具體位置,這時(shí)可以用“短接法”來判斷故障所存的位置。維修人員可以用一個(gè)連接線對某個(gè)階段的線路進(jìn)行連接,通過開關(guān)控制調(diào)試展開故障維修。
4)視覺觀察。維修技術(shù)人員到達(dá)故障現(xiàn)場后,首先要做的事情則是觀察繼電保護(hù)裝置的外形狀況。如:線路連接、元件外形等,對于燒黑、燒焦、燒壞的元器件可直接更換處理。
5)參照法.通過正常與非正常設(shè)備的技術(shù)參數(shù)對照,從不同處找出不正常設(shè)備的故障點(diǎn)。此法主要用于查認(rèn)為接線錯(cuò)誤,定值校驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)測試值與預(yù)想值有較大出入又無法斷定原因之類的故障。在進(jìn)行回路改造和設(shè)備更換后二次接線不能正確恢復(fù)時(shí)??蓞⒄胀愒O(shè)備接線。在繼電器定值校驗(yàn)時(shí),如發(fā)現(xiàn)某一只繼電器測試值與其整定值相差甚遠(yuǎn),此時(shí)不可輕易判斷此繼電器特性不好?;蝰R上去調(diào)整繼電器上的刻度值,可用同只表計(jì)去測量其他相同回路的同類繼電器進(jìn)行比較。
6)直觀法.處理一些無法用儀器逐點(diǎn)測試,或某一插件故障一時(shí)無備品更換,而又想將故障排除的情況。IOKV開關(guān)拒分或拒合故障處理。在操作命令下發(fā)后,觀察到合閘接觸器或跳閘線圈能動(dòng)作,說明電氣回路正常,故障存在機(jī)構(gòu)內(nèi)部。到現(xiàn)場如直接觀察到繼電器內(nèi)部明顯發(fā)黃,或哪個(gè)元器件發(fā)出濃烈的焦味等便可快速確認(rèn)故障所在,更換損壞的元件即可.
5、結(jié)論
綜上所言:繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)運(yùn)行中足不可缺少的保護(hù)裝置,其對于系統(tǒng)故障檢測有重要的實(shí)用價(jià)值。針對繼電保護(hù)出現(xiàn)的不同故障,及時(shí)做好處理工作是很重要的。
參考文獻(xiàn):
[1]周進(jìn)平.繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行原理探究【J】南京理工大學(xué)學(xué)報(bào),2009,19(1 1):29—31
[2]黃子軍.繼電保護(hù)的分類與常見故障形式分析【J】電力學(xué)報(bào),2009.20(10):17—18