丁明
摘 要:電力系統(tǒng)有兩種不同的類型,一是高壓系統(tǒng),二是低壓系統(tǒng)。前者,多是利用繼電保護(hù)其他設(shè)備或是線路,確保供電系統(tǒng)的順暢運行,降低事故的出現(xiàn)率。然而,電力網(wǎng)絡(luò)的級數(shù)、設(shè)備均比較復(fù)雜,繼電保護(hù)有多種不同的類別,繼電保護(hù)故障時常會出現(xiàn),隨即產(chǎn)生斷路器誤動或是越級動作,嚴(yán)重時還會有各類不同程度的控制回路故障。我們將重點分析繼電保護(hù)故障,探討背后的維修技術(shù)。
關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng)繼電保護(hù);常見故障;檢修技術(shù)
一、電氣繼電保護(hù)概述
電力系統(tǒng)中,繼電保護(hù)是當(dāng)設(shè)備或是線路出現(xiàn)故障時,作出報警信號、跳閘,以便切除故障、預(yù)防危險事件的專業(yè)保護(hù)系統(tǒng),涵蓋測量、判斷、控制和執(zhí)行等多個不同的部分。繼電保護(hù)也有兩種不同的劃分,一是傳統(tǒng)型,二是微機(jī)型。前者涵蓋了PT、線圈以及繼電器等基本的構(gòu)成部分;后者,涵蓋了PT、微機(jī)保護(hù)裝置、CT、線圈以及控制回路等諸多不同的部分。
二、繼電保護(hù)的要求
1、可靠性:在該動作時立即動作,在不該動作的情況下不動作,及時對故障線路或是設(shè)備進(jìn)行切除。
2、選擇性:利用和故障設(shè)備或是線路距離偏短的斷路器,對故障予以切除。如果故障線路或是保護(hù)拒動,由周邊設(shè)備或者某個斷路器啟動失靈保護(hù),及時地切除故障。該種做法,可以防止越級跳閘。
3、靈敏性:在線路或是設(shè)備合理的被保護(hù)范圍,出現(xiàn)接地或者是短路故障,此時保護(hù)裝置應(yīng)當(dāng)達(dá)到相應(yīng)的靈敏系數(shù),確保故障出現(xiàn)時可以安全地接觸。
4、速動性:保護(hù)裝置能夠?qū)Χ搪饭收嫌枰钥焖偾谐?。速動性有助于增加系統(tǒng)的平穩(wěn)性,縮短故障范疇,避免對故障線路帶來毀滅性的損傷。
三、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的影響因素
1、雷擊干擾
雷擊閃電的干擾,是繼電保護(hù)系統(tǒng)運行過程中遇到的常見問題。雷擊災(zāi)害不僅是繼電保護(hù)系統(tǒng)正常運行的干擾因素,也是變電站二次設(shè)備及相應(yīng)電路的干擾因素。根據(jù)一些研究者的研究結(jié)果,在閃電發(fā)生時,變電站的雷電流可以通過一次設(shè)備進(jìn)入到地面電網(wǎng)之中。但是在電網(wǎng)電位及不同點之間存在的瞬態(tài)阻抗差異的影響下,閃電與雷擊會讓保護(hù)裝置的運行可靠性有所降低。
2、接地故障下的工頻干擾
接地故障是電力系統(tǒng)運行過程中的一種常見故障。此種故障的出現(xiàn),會讓工頻干擾成為電力系統(tǒng)正常運行的主要影響因素。以變壓器中性點直接接地的變壓站為例,在接地故障產(chǎn)生以后,故障因素所導(dǎo)致的障礙電流會經(jīng)由變壓器中性點進(jìn)入地網(wǎng)。受地網(wǎng)的阻抗作用的影響,障礙電流在經(jīng)過架空地線和大地回流到故障發(fā)生區(qū)域以后,會讓地網(wǎng)電位超過大地電位,并讓電纜屏蔽層產(chǎn)生工頻電流。接地故障的出現(xiàn),也會讓地網(wǎng)的不同點出現(xiàn)電位差。在地網(wǎng)電位與大地電位之間的差值過大的情況下,電位差會成為高頻通信系統(tǒng)的干擾因素,進(jìn)而影響繼電保護(hù)系統(tǒng)的正常運行。
3、靜電放電干擾
電網(wǎng)系統(tǒng)正常運行過程中出現(xiàn)的靜電放電也會給繼電保護(hù)工作的開展帶來干擾。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置日常巡檢維護(hù)工作實施過程中,巡檢人員自身因摩擦而產(chǎn)生的高電壓也會在觸發(fā)保護(hù)裝置以后,給保護(hù)裝置帶來損害。
4、輻射干擾
繼電保護(hù)系統(tǒng)的運行環(huán)境較為惡劣。輻射因素也可以被看作是繼電保護(hù)設(shè)備正常運行的影響因素。根據(jù)繼電保護(hù)系統(tǒng)的實際情況,移動通信工具所產(chǎn)生的輻射也是繼電保護(hù)系統(tǒng)正常運行的影響因素。
四、繼電保護(hù)常見故障
1、越級跳閘。若某款電氣設(shè)備、某個線路存在故障,周邊的斷路器卻并未馬上跳閘、上級或是上上級斷路器跳閘甚至同時跳閘的時候,停電范圍也會隨即擴(kuò)大。
2、控制回路故障。繼電保護(hù)控制回路故障,屬于相對普遍的故障。該種故障可導(dǎo)致斷路器無法合閘、無法保持、無法跳閘甚至誤跳閘等對電氣設(shè)備運行相當(dāng)不利的行為,干擾變電站設(shè)備的有序工作。
3、直流接地。通常,變電站內(nèi)部的直流系統(tǒng)無法接地運行。考慮到直流電源有多個不同的分支,線路相對偏長,各種保護(hù)、自動化基本上是選擇直流電源。因此,直流接地相對來講也是十分常見的故障。如果直流系統(tǒng)出現(xiàn)一點接地,應(yīng)馬上找到具體的故障點,防止造成更嚴(yán)重的結(jié)局。這是由于,直流系統(tǒng)一旦真的一點接地了,控制回路也將引起誤動甚至是拒動,有時兩點短路還將直接誘發(fā)電源開關(guān)出現(xiàn)跳開的情況。
4、微機(jī)保護(hù)裝置故障。結(jié)合微機(jī)繼電保護(hù)裝置的基本特征,微機(jī)保護(hù)裝置故障可能會有下列幾個不同的誘發(fā)因素:電源。輸出功率不足會,導(dǎo)致輸出電壓降低。如果電壓降低的太多明顯,電路基準(zhǔn)值也將有所改變,甚至出現(xiàn)電路時間變短等諸多不同的問題,干擾邏輯配合。嚴(yán)重時,邏輯功能還將出現(xiàn)誤判。特別是事故出現(xiàn)時,出口、信號以及重動繼電器等均會動作,電源應(yīng)當(dāng)要有絕對的輸出功率。一旦現(xiàn)場真的有了事故,微機(jī)保護(hù)再也不能傳遞后臺信號,更不可能重合閘,我們需分析輸出功率是不是降低了。逆變電源,必須抓好現(xiàn)場管理。除了要定期檢驗,還應(yīng)遵守行業(yè)的規(guī)程。干擾與絕緣,微機(jī)保護(hù)原本就缺乏較強(qiáng)的抗干擾性,對講機(jī)或是其他設(shè)備基本上都是在保護(hù)屏附近使用,這就可能導(dǎo)致邏輯元件出現(xiàn)明顯的誤動作。一般來說,很多微機(jī)保護(hù)裝置都裝配的有些集中,布線非常密集。使用時間久了,接線焊點可能會留下很多靜電或是塵埃,易搭建起導(dǎo)電通道,這也是繼電保護(hù)故障的高發(fā)地。
五、電氣繼電保護(hù)的維修技術(shù)
1、越級跳閘故障
處理短路、漏電故障,過高的負(fù)載功率,導(dǎo)線太細(xì)等,均可能引起越級跳閘。不管何種緣由,越級跳閘均是由于整定、動作時間的不同起步共同導(dǎo)致。
2、控制回路故障處理
繼電保護(hù)系統(tǒng)中,二次回路故障是比較普遍的問題。相應(yīng)地,明確二次回路故障的具體位置,這是處理該故障的根本所在。面對類似的情況,建議選擇回路拆除法來對繼電保護(hù)系統(tǒng)故障進(jìn)行排除。舉個例子,平時檢查電力繼電保護(hù)系統(tǒng)實際的運行狀態(tài)時,要按照二次回路的先后有步驟地進(jìn)行拆除。接下來,將拆卸的部分重新安裝,并尋找故障的具體位置,處理繼電保護(hù)系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障問題。
3、直流系統(tǒng)接地故障排查
這些年,直流接地故障定位裝置也是電力系統(tǒng)相對比較普遍的產(chǎn)品。它的特征:不需要對直流回路電源予以斷開,能夠在帶電的情況下找到接地故障。摒棄了“拉回路”的傳統(tǒng)做法,增強(qiáng)了查找直流故障的可靠性。該裝置能夠?qū)⒔拥毓收霞?xì)化到某個點上,方便操作。
4、微機(jī)保護(hù)故障處理
(1)微機(jī)故障信息,對技術(shù)沒有過高要求的故障易于排除。然而,有些故障可能沒有辦法憑我們的主觀經(jīng)驗去排除。該情況下,我們需記錄好故障的基本特征,根據(jù)相應(yīng)的技術(shù)手冊操作來找出故障的根源,及時排除。
(2)屏背面設(shè)備通常為屏側(cè)面裝設(shè)端子排;門頭上安裝了工作電源以及操作電源小型斷路器,同時還包括小母線、蜂鳴器以及警鈴。
(3)屏正面設(shè)備,其中上部需安裝機(jī)繼電保護(hù)裝置,中上部左或是偏下可以安裝信號、動作復(fù)歸按鈕。底端放置信號繼電器或是雙電源切換繼電器,另外再安裝必要的連接片或是信號燈。
六、結(jié)語
經(jīng)濟(jì)建設(shè)在持續(xù)地向前,社會與民眾對電力系統(tǒng)也提出了更為嚴(yán)格的性能和使用要求,對用電安全也極為重視。作為電力行業(yè)安全運行的保障,繼電保護(hù)系統(tǒng)的正常維修與定期檢測很有必要。有關(guān)部門今后必須對新式電氣繼電保護(hù)設(shè)備展開探索,降低事故的出現(xiàn)率。
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