晉控電力山西長治發(fā)電有限責任公司 王智強

在電力傳輸資源的工作中最為主要的保證就是繼電保護，應從技術(shù)層面、管理層面著手進行不斷的完善和改進，其前提就是以以往的工作模式作為基礎的。自動化的繼電保護工作可有效應對快速增長的用戶需求，提升電網(wǎng)系統(tǒng)運行的效率和質(zhì)量。

各類電力設備在額定電壓方面的差異較大，因此在開展配電工作時應格外重視調(diào)整電壓，產(chǎn)生不同的電壓波動，讓電壓水平能夠更好地應對電力設備需求。而繼電保護系統(tǒng)就是可將電壓保護的相關操作有效連接的一個系統(tǒng)。在系統(tǒng)運行時，工作狀態(tài)和取得的效果會被各類受因素所影響，如果系統(tǒng)工作中某一項環(huán)節(jié)存在問題、則系統(tǒng)整體的運行就可能出現(xiàn)故障。系統(tǒng)中如果有問題突發(fā)，將可能會造成電力系統(tǒng)運行中的跳閘故障。繼電保護裝置的作用就在于可在電路事故發(fā)生之前被安裝，并在遇到電路自動斷開的情況時可發(fā)揮適時的電路保護作用，盡可能減小因斷電產(chǎn)生而對電力系統(tǒng)工作造成的損害。

實際上，要想對繼電保護裝置有一個大致的了解，可將其視作自動化開關。繼電保護裝置經(jīng)常會遇到的故障中最常見到的就是跳閘故障，指的是電力系統(tǒng)遭遇突發(fā)故障的自動斷電。這種行為本質(zhì)上是對從電力系統(tǒng)起到保護作用，但頻繁跳閘也會對電力系統(tǒng)造成一定程度的損壞。為更好保護電力系統(tǒng)，需在系統(tǒng)構(gòu)建階段加以重視，并事先準備好繼電保護裝置，為電路提供整體的保護，規(guī)避跳閘對電力系統(tǒng)帶來的潛在風險。

1 繼電保護的常見故障

干擾。繼電保護系統(tǒng)中，微機的保護能力差是引發(fā)干擾問題的重要原因。繼電器的輸出難以得到保障，且其他通信設備也在保護屏呈現(xiàn)時，繼電保護系統(tǒng)的正常工作就將受到干擾，導致繼電設備故障。近年來電廠發(fā)電工作逐漸提升了對通信設備的使用頻率，但是在實際工作過程中很容易出現(xiàn)邏輯元件燒毀、發(fā)出錯誤指令，影響繼電保護設備的正常工作[1]。

各類外界因素引發(fā)的繼電保護故障。電力系統(tǒng)運行跳閘故障可能是因日常設備、系統(tǒng)檢查維護不足引發(fā)的。平時欠缺了對繼電保護設備的定期維護，就難以保證保護系統(tǒng)能長期處于穩(wěn)定工作狀態(tài)，電力故障的出現(xiàn)也就在所難免。系統(tǒng)運維人員能力問題：繼電保護系統(tǒng)的實際工作質(zhì)量同設備、系統(tǒng)維護人員的工作態(tài)度、工作能力有直接關聯(lián)。例如系統(tǒng)運維人員對安全維護檢查工作態(tài)度不端、欠缺了工作責任感、沒有做好檢查維修的本職工作，或是在操作上出現(xiàn)重大失誤，這些問題都會給系統(tǒng)運行造成故障或嚴重的安全隱患[2]。繼電保護系統(tǒng)中各組成部件的使用壽命是固定的，若沒有做到及時更換設備部件，讓部件的使用時長超過其本身的使用壽命，那么系統(tǒng)工作效率、安全指數(shù)就會大大降低，在各類不可抗因素的影響下繼電保護設備故障就會出現(xiàn)。外界自然因素的影響：包括雷雨、大風、冰雹等天氣狀況都屬于自然因素的范疇，在這些極端天氣的影響下，繼電保護設備可能會受到損害，突然出現(xiàn)系統(tǒng)故障，不僅會干預到電力系統(tǒng)的正常工作，甚至可能給電路周邊社會生產(chǎn)生活安全造成嚴重危害[3]。

高頻信號故障。當前投入使用的一些高頻信號發(fā)射機，其生產(chǎn)的過程缺失了完善的技術(shù)規(guī)范，這樣的問題就會導致某些企業(yè)控制生產(chǎn)成本，生產(chǎn)出質(zhì)量差異較大的高頻信號發(fā)射機，對高頻信號發(fā)射機故障也較難把握[4]；CT飽和。在繼電保護設備處于運行狀態(tài)時，如CT出現(xiàn)故障后會導致通過繼電保護設備的電流流動加劇，這樣極易導致電力線路短路，造成CT飽和，對繼電保護設備的正常工作相當不利；插件的絕緣問題。線路設置是繼電保護系統(tǒng)中最易出現(xiàn)問題的位置。因線路及與其連通的插件對技術(shù)要求較高，對于靜電現(xiàn)象的預防能力也較為關鍵。繼電保護設備工作時間過長的情況下，插件的絕緣性問題可導致漏電發(fā)生，嚴重時會導致短路，繼電保護設備整體就都會出現(xiàn)故障。

2 故障處理方式、故障診斷及實際應用

2.1 故障處理技術(shù)

分析法。繼電保護系統(tǒng)運行時，如發(fā)現(xiàn)發(fā)生了重合閘問題引發(fā)了放電閉鎖，應全面分析輸入量，仔細排查放電問題的誘發(fā)因素，并在事故的原理分析中尋求更合理的解決辦法。

檢查變化電位。因為電力系統(tǒng)的工作過程需依靠二次回路，因此常見的電力系統(tǒng)在電壓、電位等方面都較復雜。要對電力系統(tǒng)進行的定期故障檢查排除，才能在故障真正發(fā)生時及時定位并處理。在開關過程中，當指示燈無法正常亮和電路開路時，借助對電位變化的監(jiān)測就可快速找到故障位置。

經(jīng)實驗測試，當繼電保護設備處于正常工作狀態(tài)時，對主變保護的監(jiān)測有重要意義（圖1）。主變保護出口位置的回路組成部分是節(jié)點KT，出口壓板XB、節(jié)點。設備運行時，排除萬用表是否正常工作，當壓板退出，測量節(jié)點①的對地電位，判斷這個對地電位是否有問題出現(xiàn)；測量節(jié)點②位置，查看出現(xiàn)的點位，正電位代表其處于正常工作狀態(tài)、負電位表示出現(xiàn)了繼電保護故障，繼續(xù)檢查下一級線路。

圖1 主變保護出口位置回路情況

2.2 故障排除方式

要有效提升對繼電保護設備的故障排查與治理能力。首先應做到的是建立全面、完備的檢查制度。檢查制度保障下的工作，將對繼電保護工作的穩(wěn)定、高效提供支持。因此電力企業(yè)從檢查管理制度方面進行改進，可采用加裝防誤裝置的方式，將智能化、信息化技術(shù)融合到對電力運維的管理工作中，可及時發(fā)現(xiàn)設備故障、提升治理的工作效率。企業(yè)可定期進行設備維護管理，這樣可及時發(fā)現(xiàn)設備運行存在的安全隱患。平時工作中企業(yè)可采用信息數(shù)據(jù)庫的形式，對既往發(fā)現(xiàn)的繼電保護系統(tǒng)故障隱患進行記錄，為之后的故障排查與治理工作提供參考。

提升工作人員排查治理能力。企業(yè)在應從基層的工作人員開始，定期開展繼續(xù)教育培訓，提升其排查、治理繼電保護系統(tǒng)故障的能力。在發(fā)生安全故障時，保證其可熟練使用智能化的故障排查與反饋設備，并采用正確的方法來排除故障。繼電保護系統(tǒng)的維護和檢修，需相關技術(shù)人員對發(fā)生過的設備故障過程、起因、解決方法進行完整的收集和記錄?？稍谟涗浀膬?nèi)容中發(fā)現(xiàn)最頻繁發(fā)生故障的位置和原因，在后續(xù)的工作過程中盡量避免再次發(fā)生類似的問題，從而可采取針對性的改進舉措。

從設備維護制度方面進行改進。電力企業(yè)需建立起完善的設備維護制度，在實際工作中應用先進的檢測評價機制來全方位、全視角的把控繼電保護系統(tǒng)的運行狀況，便于隨時調(diào)整電力設備的運行狀態(tài)。具體的設備維護管理方式包括安全檢測、運作流程流檢測評價等。電力企業(yè)還可在平時的工作中做好設備運行的應急準備工作。企業(yè)嚴格按照相關部門制定的安全生產(chǎn)制度，積極組織開展設備事故演習，在演習活動中可提升工作人員的責任意識、安全意識。在真正發(fā)生設備運行故障時，讓工作人員可由足夠高的應變能力快速處理故障問題。

2.3 故障診斷及實際應用

轉(zhuǎn)子接地故障。具體表現(xiàn)為：有時觀察到電廠設備在正常運轉(zhuǎn)中，但轉(zhuǎn)子接地卻發(fā)出警報。這種情況就可能表示接地保護環(huán)節(jié)有漏洞出現(xiàn)，應對轉(zhuǎn)子同地面間的絕緣水平進行測定。處理轉(zhuǎn)子接地故障的過程，全程都需要專業(yè)工作人員操作進行：首先明確接地位置，機組人員可選用電橋法的方式對轉(zhuǎn)子回路進行核查。第一步就是要明確磁極的軟銅片有沒有出現(xiàn)開焊的問題。檢查的過程應在確保機組停止運行之后再繼續(xù)，細致核查磁極蓋版內(nèi)的構(gòu)成、工作情況；第二步是要判斷繼電保護的工作狀態(tài)是否正常。在離心力作用的影響下，銅片與轉(zhuǎn)子接地部分出現(xiàn)分離問題的概率較高，如這兩部分之間結(jié)合程度較低，就可能引發(fā)電子接地故障；最后一步要核實轉(zhuǎn)子磁極的外接狀況。如果發(fā)現(xiàn)連接松動應盡快處理，以免陰影響電廠機組正常運行。

發(fā)電機軸電路故障。發(fā)電機質(zhì)量會受到生產(chǎn)廠家生產(chǎn)因素的影響，因此為了確保不同質(zhì)量的發(fā)電機設備都能良好地工作，需要按時修檢發(fā)電機，及時處理電路故障，防止跳閘、驟停。發(fā)電機產(chǎn)生的磁場會在大軸兩端產(chǎn)生感應電壓，在接地保護的正常工作狀態(tài)下，能夠保證絕緣狀態(tài)。但是如果上導軸承容易遭受破壞、從而產(chǎn)生漏電，所以可在大軸上適當布置電流CT，保護對軸電流。

3 未來繼電保護的自動化發(fā)展

自動化的繼電保護工作技術(shù)研究進展，在一定程度上依賴于創(chuàng)新性技術(shù)。針對技術(shù)和設備的這一發(fā)展特征，應從企業(yè)現(xiàn)階段的發(fā)展進度出發(fā)，對未來發(fā)展方向制定明晰的規(guī)劃，特別是在繼電保護中應用的技術(shù)層面更應做好規(guī)劃，充分考慮多方面影響因素。只有這樣，才能讓電力系統(tǒng)中繼電保護的自動化工作的水平得到提升，更貼近電力企業(yè)發(fā)展需求。研發(fā)出的任何一項新技術(shù)，都需要前期設備提供出詳盡的數(shù)據(jù)資料，也需要工作人員分析這些資料。在技術(shù)研發(fā)的過程中，數(shù)據(jù)記錄和管理工作可為繼電保護自動化的研究提供科學化的管理保障。電力企業(yè)應將技術(shù)應用的調(diào)查結(jié)果作為后續(xù)工作的有效參考，并在技術(shù)和管理方面改進繼電保護技術(shù)應用的問題。

強化對自動化裝置的管理。對繼電保護系統(tǒng)中的硬、軟件，開展高質(zhì)量的管理工作，將有助于促進繼電保護中自動化技術(shù)的發(fā)展。一方面應加大經(jīng)費投入，及時維修、更換老舊的裝置。合理投入維修經(jīng)費，可借助網(wǎng)絡信息技術(shù)來監(jiān)測自動化裝置的工作能力，及時發(fā)現(xiàn)裝置出現(xiàn)的問題，有利于提升裝置在自動化控制技術(shù)下的反應速度。

擴大自動化技術(shù)在繼電保護中的適用范圍。繼電保護所用到的自動化設備，可能缺少足夠大的適用范圍。在某些特殊的工作環(huán)境之下，自動化設備的運行可能會受到干擾影響，導致它的工作質(zhì)量下降。由此看來，為了在今后的工作中繼續(xù)推進繼電保護自動化的發(fā)展，應提升考慮因素的全面性，將設備工作所處環(huán)境納入考慮的范疇中，選擇對環(huán)境適應能力強的設備，這樣有利于提升自動化繼電保護工作的穩(wěn)定性。

智能終端間隔合并單元的管理。智能變電站在工作過程中，智能終端可起到控制跳合閘狀態(tài)的作用。如果智能終端的工作狀態(tài)異常，其所控制的所有設備都會出現(xiàn)跳合閘失控的問題，將對變電站工作的正常開展造成負面影響。在對智能終端工作進行管理時，如果智能終端出現(xiàn)故障，應立即退出終端出口板，快速、準確地分析發(fā)生故障的原因、故障位置，保證安全隱患被完全消除。

4 結(jié)語

繼電保護可為電力系統(tǒng)提供合理的保護，將斷電產(chǎn)生的危害控制在最小的范圍之內(nèi)。而繼電系統(tǒng)如果發(fā)生故障，將失去對電廠的安全穩(wěn)定運行保障作用。一旦發(fā)生率繼電設備故障，電力系統(tǒng)中的設備、線路將會受到比較明顯的損害，需要電廠的維護檢修人員提升職業(yè)技術(shù)水平，及時發(fā)現(xiàn)并判斷出繼電保護裝置發(fā)生的故障類型、發(fā)生位置，快速開展現(xiàn)場處理工作，嚴格按照規(guī)范進行維修操作，并在維修結(jié)束后認真總結(jié)故障問題誘發(fā)因素，針對設備質(zhì)量入手，從故障問題根本開展工作。

上文匯總了常見繼電保護故障原因、故障處理措施，最后為將來繼電保護的自動化應用提供了發(fā)展建議。讓電廠為繼電保護設備的穩(wěn)定、可靠、安全運行制定出更完備檢修制度，堅持理論實踐的辯證統(tǒng)一，提升電廠的實際工作能力。