孫衛(wèi)國(guó)

[摘 ? ?要]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)于電力資源的需求也不斷上升，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行直接關(guān)系著我國(guó)社會(huì)各行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。所以為了滿足各行各業(yè)的需求，提供穩(wěn)定的電能，加強(qiáng)電力系統(tǒng)維護(hù)是必不可少的工作。電力系統(tǒng)借助繼電保護(hù)裝置來(lái)保證持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，但是由于在各種不確定因素的影響下，繼電保護(hù)裝置也會(huì)出現(xiàn)不同的故障。從電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的原理、作用出發(fā)，詳細(xì)介紹電力系統(tǒng)繼電保護(hù)常見(jiàn)故障，并提出相關(guān)預(yù)防措施。

[關(guān)鍵詞]電力系統(tǒng)繼電保護(hù);常見(jiàn)故障;預(yù)防措施

[中圖分類號(hào)]TM77 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）03–0–03

[Abstract]With the development of my country's economy， the demand for power resources in all walks of life is also rising. The stable operation of the power system is directly related to the stable development of all industries in our society. Therefore， in order to meet the needs of all walks of life and provide stable electrical energy， strengthening the maintenance of the power system is an indispensable work. The power system uses relay protection devices to ensure continuous and stable operation. However， due to the influence of various uncertain factors， the relay protection device is prone to different failures. This article will start from the principles and functions of power system relay protection， introduce in detail the common faults of power system relay protection， and propose relevant preventive measures.

[Keywords]power system relay protection;common fault;preventive measure

當(dāng)前電力資源是我國(guó)最為常用并且需求量較大的資源，而繼電保護(hù)裝置是維持電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的主要保障，其是否能穩(wěn)定運(yùn)行，關(guān)系著我國(guó)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行及各行各業(yè)的發(fā)展，所以為了避免電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)不必要的故障，各發(fā)電、輸送、用電企業(yè)需要完整了解其原理以及故障發(fā)生的原因，并尋找相關(guān)辦法進(jìn)行預(yù)防或解決，從而保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。

1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的含義及意義

1.1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的主要概念

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是指在繼電保護(hù)技術(shù)與繼電保護(hù)裝置的相互配合下來(lái)切除故障。繼電保護(hù)技術(shù)主要包括故障原因分析、系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行、故障修復(fù)等。繼電保護(hù)裝置主要是傳統(tǒng)型和微機(jī)型兩種，兩者主要區(qū)別在于裝置的構(gòu)成成分。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，繼電保護(hù)就是當(dāng)電力設(shè)備或者相關(guān)線路出現(xiàn)類似短路等問(wèn)題時(shí)，保護(hù)裝置及時(shí)準(zhǔn)確可靠、快速的動(dòng)作，跳開(kāi)相應(yīng)斷路器切除故障，防止事故擴(kuò)大。

1.2 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)運(yùn)行原理

根據(jù)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本概念可以了解到，繼電保護(hù)主要是當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障后結(jié)合保護(hù)技術(shù)，在最短的時(shí)間內(nèi)明確故障原因，并切除故障。這種保護(hù)技術(shù)能夠方便技術(shù)人員在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)故障原因并準(zhǔn)確解決。一般來(lái)說(shuō)，繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行原理主要可分為兩種。①立即保護(hù)，當(dāng)繼電保護(hù)裝置發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)供電不穩(wěn)，出現(xiàn)電流劇增或者電壓較低等情況，繼電保護(hù)裝置會(huì)立即運(yùn)行，切除故障。②先模擬后判斷是否需要保護(hù)，目前電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置基本采用的都是自動(dòng)化控制技術(shù)，當(dāng)其感應(yīng)到故障信號(hào)時(shí)，及時(shí)接收并進(jìn)行故障模擬，通過(guò)模擬結(jié)果來(lái)判斷是否需要進(jìn)行保護(hù)。

1.3 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的主要特性

繼電保護(hù)裝置作為維持電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的主要保障，具備以下特性：①速動(dòng)性。指繼電保護(hù)以允許而又可能的最快速度動(dòng)作于斷路器的跳閘，斷開(kāi)故障元件或線路?？焖偾谐收峡商岣呦到y(tǒng)穩(wěn)定性、減少在低電壓下的動(dòng)作時(shí)間、減少故障元件的損壞程度，避免故障進(jìn)一步護(hù)大。②選擇性。指繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)，僅將故障元件或線路從電力系統(tǒng)中切除，使系統(tǒng)無(wú)故障部分繼續(xù)運(yùn)行。選擇性就是故障點(diǎn)在區(qū)內(nèi)就動(dòng)作，在區(qū)外不動(dòng)作。當(dāng)主保護(hù)未動(dòng)作時(shí)，由近后備或遠(yuǎn)后備切除故障，使停電面積最小。③可靠性。對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的最基本性能要求，即要求保護(hù)在應(yīng)動(dòng)作時(shí)，不拒動(dòng);保護(hù)在不應(yīng)動(dòng)作時(shí)，不誤動(dòng)。影響可靠性有內(nèi)在的和外在的因素。內(nèi)在的為裝置本身的質(zhì)量，包括元件好壞、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性、制造工藝水平、內(nèi)外接線簡(jiǎn)明觸點(diǎn)多少等;外在的為運(yùn)行維護(hù)水平、安裝調(diào)試是否正確。④靈敏性。繼電保護(hù)對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障及異常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。繼電保護(hù)的靈敏性一般指在最不利的條件下，保護(hù)裝置對(duì)故障反應(yīng)能力。

1.4 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的意義

1.4.1 繼電保護(hù)的必要性

由于電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行直接關(guān)系到各行業(yè)的發(fā)展，所以作為保障電力系統(tǒng)安全的繼電保護(hù)必須引起電力企業(yè)的重視。除此以外，考慮到影響電力系統(tǒng)的因素較多且復(fù)雜，很難第一時(shí)間對(duì)故障原因做出判斷，而繼電保護(hù)具備自動(dòng)化以及選擇判斷性，這一特點(diǎn)便于直接確定故障原因，便于工作人員準(zhǔn)確針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行維修。

1.4.2 繼電保護(hù)的重要性

目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展處于中高速發(fā)展，對(duì)于電力的消耗需求量也逐步提升，國(guó)家對(duì)于電力系統(tǒng)供電穩(wěn)定性有了更高的要求，并提出相關(guān)文件來(lái)完善電力系統(tǒng)相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施，所以基于此，電力企業(yè)加強(qiáng)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是非常重要的。另外，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)系統(tǒng)就起著重要的作用，所以為了保障設(shè)備的安全運(yùn)行，企業(yè)需加強(qiáng)繼電保護(hù)裝置的維護(hù)和保養(yǎng)。

2 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中常見(jiàn)故障

2.1 設(shè)備元件故障

目前電力資源的應(yīng)用在社會(huì)發(fā)展中非常普遍，電力系統(tǒng)在發(fā)電、傳輸、使用的各個(gè)環(huán)節(jié)穩(wěn)定性要求也相對(duì)變高，故對(duì)繼電保護(hù)裝置設(shè)備元件的精密性以及準(zhǔn)確性的選擇也是非常重要的。當(dāng)前較為常用的繼電保護(hù)裝置都是由電流互感器、二次保護(hù)回路、測(cè)量元件及執(zhí)行輸出等部分構(gòu)成，當(dāng)這些元件的精密性或者準(zhǔn)確性出現(xiàn)偏差時(shí)，繼電保護(hù)裝置將可能做出錯(cuò)誤的判斷，出現(xiàn)誤動(dòng)，影響電力系統(tǒng)的安穩(wěn)性。另外，由于不同設(shè)備所承載的電流電壓等級(jí)不同，需要電力企業(yè)在安裝繼電保護(hù)裝置過(guò)程中結(jié)合具體的承載標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇，確保所選設(shè)備與實(shí)際相匹配。

2.2 開(kāi)關(guān)設(shè)備故障

一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)繼電保護(hù)裝置與電力系統(tǒng)裝置之間存在匹配度不合適的情況時(shí)，即可造成繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)或拒動(dòng)故障，影響系統(tǒng)的安全運(yùn)行。由于開(kāi)關(guān)設(shè)備有一定的使用期限，隨著使用時(shí)間以及運(yùn)行強(qiáng)度的增加，相關(guān)工作人員需要及時(shí)更換開(kāi)關(guān)設(shè)備或加強(qiáng)開(kāi)關(guān)的維護(hù)保養(yǎng)，保障開(kāi)關(guān)的正常運(yùn)行。

2.3 電流互感器出現(xiàn)飽和

隨著對(duì)電力需求增加，繼電保護(hù)所承載的電流強(qiáng)度也逐步增加。作為繼電保護(hù)裝置主要的元件，電流互感器容易出現(xiàn)飽和，出現(xiàn)故障。一般來(lái)說(shuō)，電流互感器出現(xiàn)飽和故障的原因主要有3點(diǎn)：①電流互感器容量較小。當(dāng)電力企業(yè)在選擇互感器時(shí)，如果沒(méi)有考慮到該設(shè)備的電流，選擇容量較小的互感器時(shí)，一旦超過(guò)量程范圍時(shí)，電流互感器會(huì)因?yàn)槌休d不了過(guò)大的電流而損壞。②安裝出錯(cuò)。一般繼電保護(hù)裝置在安裝時(shí)，相關(guān)人員均會(huì)進(jìn)行調(diào)試來(lái)保證設(shè)備的安穩(wěn)運(yùn)行。但是在安裝電流互感器時(shí)，由于工作較為復(fù)雜，所以工作人員容易出現(xiàn)接錯(cuò)線的失誤，這種失誤會(huì)直接造成后續(xù)一系列故障發(fā)生。③電流負(fù)荷比例異常。一般當(dāng)繼電保護(hù)裝置與電流互感器的電流負(fù)荷比例存在異常，就表明設(shè)備出現(xiàn)了電流互感飽和故障影響。

2.4 參數(shù)錯(cuò)誤、設(shè)備老化故障

考慮到電力系統(tǒng)的復(fù)雜性與變化性，電力企業(yè)在安裝繼電保護(hù)裝置時(shí)都會(huì)注意到定值變化這一問(wèn)題，但是由于該定值的具體數(shù)據(jù)、裝置的安裝與使用都是人工計(jì)算，受人為因素影響較大，例如，相關(guān)人員的專業(yè)知識(shí)能力，數(shù)據(jù)計(jì)算能力等。這種人為因素會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置定值差異較大，無(wú)法完美適應(yīng)電力系統(tǒng)的運(yùn)行。另外，由于不同類型的繼電保護(hù)裝置，其質(zhì)量、使用壽命也會(huì)不同，但是在使用過(guò)程中均會(huì)隨著時(shí)間流逝而出現(xiàn)老化、破損等狀況，這種情況會(huì)直接導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置定值的起伏變化，不利于繼電保護(hù)裝置的準(zhǔn)確運(yùn)行。

2.5 實(shí)際運(yùn)行故障

由于繼電保護(hù)裝置屬于長(zhǎng)期運(yùn)行設(shè)備，所以電力企業(yè)在安裝繼電保護(hù)裝置時(shí)，除了要考慮其質(zhì)量和功能性以外，還需要考慮其實(shí)際運(yùn)行中受損情況。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，繼電保護(hù)裝置一般受到內(nèi)部因素和外部因素的雙重影響，內(nèi)部因素有長(zhǎng)期負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，電網(wǎng)運(yùn)行溫度等，外部因素有所處環(huán)境區(qū)域，人員維修時(shí)間等。如果繼電保護(hù)裝置處于強(qiáng)電磁干擾環(huán)境，加之長(zhǎng)時(shí)間的負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，工作人員長(zhǎng)時(shí)間才檢測(cè)維修，該裝置就極其容易破損，功能性急劇降低，無(wú)法長(zhǎng)期運(yùn)行。

3 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置故障預(yù)防措施

3.1 替換維修處理措施

對(duì)繼電保護(hù)裝置實(shí)施替換維修的方式是當(dāng)前解決繼電保護(hù)裝置故障的常見(jiàn)措施。該措施的主要概念是指當(dāng)繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)故障后，相關(guān)人員通過(guò)新舊元件的更替來(lái)解決繼電保護(hù)裝置元件設(shè)備故障或者元件運(yùn)行不穩(wěn)故障。這種替換排除故障的方法較為簡(jiǎn)單，對(duì)于傳統(tǒng)型裝置而言，主要是更換備用元件;對(duì)于微機(jī)型裝置，主要是通過(guò)更換新的設(shè)備插件來(lái)確定故障所在。如果采用替換維修方式對(duì)故障進(jìn)行處理后發(fā)現(xiàn)問(wèn)題消失，電力系統(tǒng)重新恢復(fù)穩(wěn)定運(yùn)行，則說(shuō)明該方法有效，如果發(fā)現(xiàn)故障依舊存在，則需要相關(guān)人員進(jìn)行下一步深入分析直至找出故障所在。

3.2 參照法對(duì)比措施

參照法主要是借助參照對(duì)象進(jìn)行問(wèn)題核查，其主要概念是當(dāng)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)問(wèn)題后，相關(guān)人員參考正常運(yùn)行設(shè)備信息與故障設(shè)備進(jìn)行對(duì)比，分析故障所在。該方法使用范圍較廣，例如借助相關(guān)方法避免后續(xù)操作失誤，借助同類型數(shù)據(jù)確定故障范圍等。這種對(duì)接式或者定檢式排查有利于迅速明確故障點(diǎn)，節(jié)省排查時(shí)間。

3.3 分段法排查措施

分段法排查一般來(lái)說(shuō)用于較為復(fù)雜的情況，因?yàn)榉侄畏ㄖ饕侵笇⒃O(shè)備可能出現(xiàn)故障的原因劃分為幾個(gè)部分進(jìn)行分析排查，一步步縮小范圍，最后確定故障。例如當(dāng)繼電保護(hù)裝置中的高頻保護(hù)裝置出現(xiàn)故障，無(wú)法及時(shí)發(fā)出故障報(bào)警信號(hào)時(shí)，相關(guān)工作人員就可以依照裝置的通道設(shè)備，將其分段核查檢驗(yàn)，最后確定故障區(qū)域進(jìn)行元件替換。

3.4 技術(shù)革新措施

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，我國(guó)各行各業(yè)對(duì)于電力系統(tǒng)的運(yùn)行要求會(huì)越來(lái)越高，在這種趨勢(shì)下，電力企業(yè)需要革新科學(xué)技術(shù)，為該行業(yè)注入新的力量。由于繼電保護(hù)系統(tǒng)直接關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)的安穩(wěn)性，所以電力企業(yè)需要尤其注重該方面的革新。目前來(lái)說(shuō)，繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)的部分問(wèn)題只有革新技術(shù)才能最終根除。

3.5 加強(qiáng)安全防范意識(shí)

除去上文所提到的常見(jiàn)故障原因以外，部分企業(yè)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)故障的原因還有相關(guān)工作人員的安全操作失誤。為了解決這一問(wèn)題，企業(yè)需要開(kāi)展相關(guān)的安全知識(shí)培訓(xùn)來(lái)保證操作人員能夠清楚意識(shí)到安全操作的重要性并且時(shí)刻把安全操作牢記于心。除此以外，企業(yè)需要建立相關(guān)的安全制度并保障制度的完善落實(shí)，將安全生產(chǎn)原則貫穿于企業(yè)內(nèi)部的日常運(yùn)行當(dāng)中。

4 結(jié)束語(yǔ)

繼電保護(hù)裝置作為保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的主要設(shè)備手段，其對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)的運(yùn)行、各行各業(yè)的發(fā)展以及整個(gè)社會(huì)的穩(wěn)定秩序都會(huì)產(chǎn)生重大影響。面對(duì)目前我國(guó)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置所出現(xiàn)的設(shè)備元件故障、開(kāi)關(guān)設(shè)備故障、電流互感器出現(xiàn)飽和、定值變化故障、實(shí)際運(yùn)行故障等問(wèn)題，電力企業(yè)可以采取本文所提出的替換維修處理措施、參照法對(duì)比措施、分段法排查措施以及技術(shù)革新措施、加強(qiáng)安全防范意識(shí)來(lái)解決出現(xiàn)的問(wèn)題。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電力企業(yè)需要不斷對(duì)預(yù)防措施進(jìn)行深度研究來(lái)保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

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