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        火力發(fā)電廠繼電保護(hù)設(shè)備的檢修方案研究

        2016-05-14 05:09:41夏偉元
        關(guān)鍵詞:火力發(fā)電廠電力系統(tǒng)

        摘要:繼電保護(hù)設(shè)備對(duì)電力系統(tǒng)的維護(hù)和發(fā)展有著重要的作用。文章在對(duì)火力發(fā)電廠繼電保護(hù)進(jìn)行概述的基礎(chǔ)上,分析了影響火力發(fā)電廠繼電保護(hù)設(shè)備的主要因素及火力發(fā)電廠繼電保護(hù)存在的不足,并為繼電保護(hù)設(shè)備的檢修方案提供了指導(dǎo),旨在實(shí)現(xiàn)我國(guó)火力發(fā)電廠電力系統(tǒng)的健康、穩(wěn)定、安全發(fā)展。

        關(guān)鍵詞:火力發(fā)電廠;繼電保護(hù)設(shè)備;檢修方案;電力系統(tǒng);自動(dòng)裝置 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

        中圖分類號(hào):TM77 文章編號(hào):1009-2374(2016)05-0123-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.05.062

        1 火力發(fā)電廠繼電保護(hù)概述

        1.1 火力發(fā)電廠繼電保護(hù)含義

        繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的保障,主要是依靠一系列的自動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)的。火力發(fā)電廠繼電保護(hù)的工作原理是:當(dāng)電力系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)異常、故障時(shí),電氣量就會(huì)發(fā)生明顯的變化,這個(gè)時(shí)候繼電保護(hù)系統(tǒng)裝置會(huì)將變化的電氣量和正常運(yùn)行下的電氣參數(shù)進(jìn)行對(duì)比,從而發(fā)現(xiàn)故障的類型,據(jù)此做出操作。比如當(dāng)電力系統(tǒng)的局部元器件出現(xiàn)異常或者系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)異常時(shí),繼電保護(hù)系統(tǒng)的裝置會(huì)發(fā)出一種預(yù)警信號(hào),督促有關(guān)人員加以處理。繼電保護(hù)系統(tǒng)裝置會(huì)自動(dòng)切除故障元件,直接縮小故障的范圍,保障其他系統(tǒng)的安全運(yùn)行,同時(shí)還能夠運(yùn)用采樣板對(duì)正在運(yùn)行的系統(tǒng)電壓、電流等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控。除此之外,繼電保護(hù)裝置還有綜合自動(dòng)化保護(hù)的功能,當(dāng)電源突然中斷,繼電保護(hù)裝置聯(lián)合其他自動(dòng)裝置會(huì)立即啟動(dòng)備用電源,從而保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全運(yùn)行。

        1.2 火力發(fā)電廠繼電保護(hù)的意義和特點(diǎn)

        1.2.1 火力發(fā)電廠繼電保護(hù)的意義。繼電保護(hù)裝置是火力發(fā)電廠正常運(yùn)行的保障,對(duì)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要的意義?,F(xiàn)階段,我國(guó)主要發(fā)電方式是火力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電,運(yùn)用了多種繼電保護(hù)設(shè)備,對(duì)其電力系統(tǒng)設(shè)備的安全維護(hù)具有重要意義。一旦發(fā)電廠設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)異?;蛘吖收?,繼電保護(hù)設(shè)備能夠在故障發(fā)生時(shí)及時(shí)檢測(cè)到異常的信號(hào),并在最短時(shí)間內(nèi)排除故障,減輕設(shè)備的損壞,將故障元件和電源系統(tǒng)進(jìn)行隔離,從而保證設(shè)備不受傷害,維護(hù)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行,促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展以及人們生活的穩(wěn)定。

        1.2.2 火力發(fā)電廠繼電保護(hù)的特點(diǎn)?;鹆Πl(fā)電廠繼電保護(hù)的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面:第一,靈敏性。當(dāng)火力發(fā)電廠系統(tǒng)在保護(hù)的范圍內(nèi)出現(xiàn)故障時(shí),繼電保護(hù)裝置會(huì)對(duì)其進(jìn)行快速的反應(yīng),具有很強(qiáng)的靈敏度,能夠?qū)收系奈恢靡约邦愋瓦M(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確的判斷;第二,高效速動(dòng)性。繼電保護(hù)系統(tǒng)的高效速動(dòng)性能夠及時(shí)切除繼電保護(hù)裝置安全范圍內(nèi)的各種短路故障,并能發(fā)出信號(hào)及時(shí)通知有關(guān)人員進(jìn)行故障處理,從而提升系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性,減少故障的損害;第三,智能選擇。當(dāng)故障本身設(shè)備或者線路出現(xiàn)故障時(shí),繼電保護(hù)裝置能夠利用與之相鄰的設(shè)備對(duì)其進(jìn)行保護(hù)處理;第四,可靠安全性。繼電保護(hù)裝置的安全性能夠保證系統(tǒng)不發(fā)生誤動(dòng)、可靠性能夠保證系統(tǒng)不發(fā)生拒動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的多重保護(hù)。

        1.3 火力發(fā)電廠繼電保護(hù)的影響因素

        現(xiàn)階段存在一些因素制約繼電保護(hù)的可靠性和安全性,使其不能夠完全發(fā)揮保護(hù)作用,主要包含以下三個(gè)方面的因素。

        1.3.1 雷電因素。不同形式的雷擊會(huì)對(duì)火力發(fā)電廠的繼電保護(hù)系統(tǒng)功能產(chǎn)生不同程度的破壞,當(dāng)發(fā)電廠的接地部位被雷擊時(shí),會(huì)產(chǎn)生高頻電流,從而造成電廠的接地網(wǎng)的電位迅速升高。在這種高阻抗的條件下,會(huì)提高繼電保護(hù)裝置的報(bào)故障錯(cuò)誤率,在很大程度上降低繼電保護(hù)裝置的靈敏度和穩(wěn)定性。

        1.3.2 高頻因素。一旦發(fā)電廠的隔離開(kāi)關(guān)工作緩慢,需要較長(zhǎng)的操作時(shí)間,開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)之間會(huì)產(chǎn)生電弧閃絡(luò),從而導(dǎo)致高頻的電壓或者電流,繼而造成繼電保護(hù)系統(tǒng)的異常操作,對(duì)其正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。

        1.3.3 電源因素。直流電源對(duì)干擾火力發(fā)電廠的設(shè)備功能,一旦發(fā)生接地故障,會(huì)產(chǎn)生很多異常狀況,比如當(dāng)發(fā)生直流回路電路故障時(shí),會(huì)產(chǎn)生短時(shí)斷電,從而對(duì)繼電保護(hù)的穩(wěn)定性產(chǎn)生制約。

        2 繼電保護(hù)設(shè)備裝置的檢測(cè)和維修

        繼電保護(hù)的構(gòu)成主要分為測(cè)量單元、邏輯單元和執(zhí)行單元。其中,測(cè)量單元主要對(duì)火力發(fā)電廠的電力設(shè)備參數(shù)和運(yùn)行狀況進(jìn)行測(cè)量,并與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較,從而判斷運(yùn)行系統(tǒng)是否正常。邏輯單元主要是通過(guò)對(duì)邏輯關(guān)系的分析和判斷來(lái)對(duì)故障類型進(jìn)行確定,進(jìn)而執(zhí)行相應(yīng)的繼電保護(hù)操作。執(zhí)行單元主要是執(zhí)行元件在收到繼電保護(hù)信號(hào)后對(duì)設(shè)備進(jìn)行的跳閘切斷等動(dòng)作。

        2.1 繼電保護(hù)設(shè)備裝置的檢測(cè)

        繼電保護(hù)檢測(cè)包括安裝后檢測(cè)、定期檢測(cè)和出現(xiàn)故障時(shí)的檢測(cè)三種。在具體的檢測(cè)工作之后要將檢測(cè)結(jié)果告知給運(yùn)行人員,并要做好配電盤的記錄工作,及時(shí)處理發(fā)現(xiàn)和處理繼電保護(hù)設(shè)備裝置中存在的問(wèn)題。繼電保護(hù)設(shè)備裝置的檢測(cè)內(nèi)容主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:

        2.1.1 對(duì)繼電器以及輔助設(shè)備機(jī)械性能的檢測(cè)。對(duì)繼電器以及輔助設(shè)備機(jī)械性能的檢測(cè)按照繼電器以及其保護(hù)裝置操作流程進(jìn)行檢測(cè),對(duì)其外觀是否有損傷、是否清潔、元件接觸部分是否有灰塵;運(yùn)行零件是否可靠、靈活,動(dòng)作是否正常;觸點(diǎn)接觸和返回是否在正??煽康臓顟B(tài)進(jìn)行;端子排連線之間是否接觸牢靠,檢修人員是否定期對(duì)外部情況進(jìn)行檢查等方面進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

        2.1.2 繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)的檢測(cè)。繼電保護(hù)系統(tǒng)裝置在正常情況下并無(wú)動(dòng)作,而是處于休眠狀態(tài),只有在系統(tǒng)出現(xiàn)異常運(yùn)行或者出現(xiàn)故障時(shí)才會(huì)做出具體的反應(yīng)動(dòng)作。在做出反應(yīng)動(dòng)作之后根據(jù)自身的設(shè)計(jì)特點(diǎn)對(duì)動(dòng)作進(jìn)行識(shí)別,并及時(shí)做出切斷或者報(bào)警的動(dòng)作。由于繼電保護(hù)系統(tǒng)裝置在大多數(shù)情況下是靜止的,因此其一旦做出動(dòng)作也是迅速的,會(huì)在短時(shí)間內(nèi)完成一系列的動(dòng)作??梢?jiàn),繼電保護(hù)系統(tǒng)的特點(diǎn)是常靜態(tài)和快速動(dòng)作。這就要求繼電保護(hù)系統(tǒng)的狀態(tài)檢修工作主要是掌握能夠?qū)崿F(xiàn)快速正確的動(dòng)作技能。首先,在實(shí)際操作過(guò)程中,繼電保護(hù)裝置依賴人工提供觸發(fā)信號(hào),并在信號(hào)提示下完成檢修工作。一般情況下能夠?qū)╇娤到y(tǒng)發(fā)生的各類故障問(wèn)題進(jìn)行模擬,調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài);其次,繼電保護(hù)系統(tǒng)的常態(tài)檢測(cè)由靜態(tài)轉(zhuǎn)為動(dòng)態(tài)時(shí)具有一定的局限,因此在具體的繼電保護(hù)檢測(cè)中,可以人為地添加一些擾動(dòng),根據(jù)系統(tǒng)呈現(xiàn)的異常反應(yīng)來(lái)對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)。比如可以按照邏輯功能進(jìn)行保護(hù)性檢驗(yàn),也被稱作是試驗(yàn)性的檢測(cè)。在大多數(shù)的操作情況下,通常是利用切入點(diǎn)來(lái)改變系統(tǒng)參數(shù),例如在對(duì)模擬火力發(fā)電廠系統(tǒng)異常和故障的檢測(cè),可以在繼電保護(hù)系統(tǒng)狀況下做出動(dòng)作,從而檢測(cè)其邏輯設(shè)計(jì)和動(dòng)作的精準(zhǔn),及時(shí)把握實(shí)際狀況,更好地進(jìn)行檢測(cè);最后,可以引入在線檢測(cè)技術(shù)。通過(guò)對(duì)狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息的搜集和對(duì)現(xiàn)階段運(yùn)行情況的把握,來(lái)形成對(duì)設(shè)備常態(tài)化監(jiān)控形成的初步預(yù)測(cè)。在線檢測(cè)技術(shù)是對(duì)動(dòng)態(tài)信息分析的綜合性計(jì)算機(jī)系統(tǒng),能夠依托計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)分析功能實(shí)現(xiàn)對(duì)常態(tài)數(shù)據(jù)的分析。在信息技術(shù)的支持下,繼電保護(hù)系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè),獲得系統(tǒng)在工作期間存在的物理等漸變特征的參數(shù)信息,進(jìn)而將分析的數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié),為繼電保護(hù)裝置的完整和安全提供保證。另外,這種檢測(cè)具有及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障前兆的優(yōu)勢(shì),結(jié)合有關(guān)檢測(cè)技術(shù)能夠保證繼電保護(hù)系統(tǒng)檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

        2.2 繼電保護(hù)設(shè)備裝置的維修

        繼電保護(hù)設(shè)備裝置的維修主要按照替換法、參照法以及線路短路法等檢修方法進(jìn)行維修。具體體現(xiàn)如下:

        2.2.1 替換法。當(dāng)線路和元器件出現(xiàn)故障時(shí),檢修人員可以利用同種正常的元件來(lái)替代出現(xiàn)故障或者可能出現(xiàn)故障的元件,從而在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)設(shè)備故障,實(shí)現(xiàn)設(shè)備功能,保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置中某分線路發(fā)生故障,有關(guān)人員要及時(shí)將故障電路進(jìn)行隔離,并可以利用備用元件對(duì)其進(jìn)行修理。通過(guò)觀察系統(tǒng)是否能夠恢復(fù)常態(tài),一旦能恢復(fù)常態(tài)可以判斷元件是一切故障的產(chǎn)生源頭,從而利于有關(guān)人員在短時(shí)間內(nèi)解決內(nèi)部故障問(wèn)題,保障系統(tǒng)的運(yùn)行,提升檢修的工作效率。

        2.2.2 參照法。參照法是指在系統(tǒng)正常運(yùn)行下根據(jù)已有的繼電保護(hù)裝置參數(shù)信息和工作狀態(tài),在和實(shí)際測(cè)量結(jié)果對(duì)照的基礎(chǔ)上,對(duì)故障范圍進(jìn)行指明,并在指明后進(jìn)行有針對(duì)的排查檢修。繼電保護(hù)設(shè)備裝置的參照法維修一般是用于進(jìn)行定值檢測(cè)。當(dāng)設(shè)備的測(cè)量結(jié)果和預(yù)想測(cè)試值之間存在較大差距,則無(wú)法通過(guò)替換元件的方法來(lái)解決故障問(wèn)題,恢復(fù)工作常態(tài)。因此需要利用參照法來(lái)檢測(cè)儀表排查以及其接線盒元件,多次測(cè)量相同的線路,在反復(fù)對(duì)比之后保證繼電保護(hù)系統(tǒng)的正常工作。

        2.2.3 線路短路。檢修人員將某段線路進(jìn)行人工短路處理,經(jīng)過(guò)檢查判斷故障是否存在短接區(qū)域來(lái)排查故障問(wèn)題。線路短接的方法能夠在繼電保護(hù)裝置故障排查中縮小排查范圍,從而在短時(shí)間內(nèi)解決故障。這種方法被廣泛地應(yīng)用在電力系統(tǒng)中,也能夠用于電流回路開(kāi)路以及電磁鎖裝置失靈等方面。

        3 結(jié)語(yǔ)

        綜上所述,火力發(fā)電廠的繼電保護(hù)裝置是其最基本的基礎(chǔ)設(shè)施之一,能夠充分保障電廠的安全。但在具體的繼電保護(hù)裝置使用中會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題,對(duì)火力發(fā)電廠的安全產(chǎn)生影響,甚至?xí):θ藗兊慕】怠R虼?,有關(guān)人員要加強(qiáng)對(duì)繼電保護(hù)裝置的故障檢測(cè)和維修,通過(guò)科學(xué)、規(guī)律的檢修方法來(lái)保護(hù)繼電保護(hù)裝置的安全

        運(yùn)行。

        參考文獻(xiàn)

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        作者簡(jiǎn)介:夏偉元(1988-),男,湖南常德人,中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)湖南火電建設(shè)有限公司助理工程師。

        (責(zé)任編輯:蔣建華)

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