王皓君

（國網(wǎng)鹽城供電公司，江蘇 鹽城 224000）

電力繼電保護(hù)裝置是指在電網(wǎng)出現(xiàn)突發(fā)故障時，對電網(wǎng)中出現(xiàn)的線路故障進(jìn)行預(yù)警，并能及時向維護(hù)部門報(bào)告故障所在的位置。這樣才能確保電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。由于繼電保護(hù)的運(yùn)行與檢修工作比較復(fù)雜，所以采用新的維護(hù)與保護(hù)技術(shù)，對我國的電網(wǎng)安全運(yùn)行具有重要的意義。同時，對繼電保護(hù)的調(diào)試技術(shù)和故障修復(fù)技術(shù)進(jìn)行深入研究，對于保障電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

1 電力繼電保護(hù)的原理

1.1 繼電器

在電網(wǎng)中，設(shè)備、線路發(fā)生故障和短路等異常情形，對電網(wǎng)的安全運(yùn)行造成了很大影響，如果安裝了繼電保護(hù)裝置，電力系統(tǒng)可以及時地向電網(wǎng)的管理者發(fā)出警報(bào)，或?qū)﹄娫撮_關(guān)下達(dá)脫扣指令以進(jìn)行及時控制。電力繼電器是確保電力系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)，其工作原理是通過對電氣設(shè)備的工作狀況作出判斷，從而作出相應(yīng)的響應(yīng)。電力系統(tǒng)的安全防護(hù)作用是通過及時、有效的措施來實(shí)現(xiàn)的。比如，當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，繼電保護(hù)設(shè)備能夠通過檢測到電氣的物理變化并執(zhí)行相應(yīng)的命令，從而達(dá)到對整個電氣系統(tǒng)的保護(hù)作用。

1.1.1 防護(hù)設(shè)備的功能

電力繼電器的功能包括3個方面：一是監(jiān)控功能。在使用繼電器保護(hù)的電力設(shè)備出現(xiàn)故障時，該繼電器可以對故障設(shè)備進(jìn)行絕緣，同時對離其最近的一個開關(guān)進(jìn)行跳閘指令。保證故障設(shè)備與電源的正常斷開，使故障造成的損失降到最低，從而降低供電的安全性影響。二是反應(yīng)作用。在設(shè)備運(yùn)行異常時，繼電器會根據(jù)異常運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)出各種信號，提醒管理者及時采取緊急處理。保證供電系統(tǒng)盡快恢復(fù)到工作狀態(tài)。比如對繼電器進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以有效地切斷可能造成意外的電器；三是，實(shí)現(xiàn)功能。在電力工業(yè)中，繼電保護(hù)設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)自動化、遠(yuǎn)程運(yùn)行等多種功能。

1.1.2 保護(hù)設(shè)備的一般要求

在實(shí)際使用中，繼電器通常有4個基本需求：一是選擇。對繼電器的選擇有很高的要求，要對有故障的設(shè)備進(jìn)行保護(hù)和斷路。只有在電源系統(tǒng)故障或線路自身斷路器被拒絕的情況下，才可以由鄰近的裝置進(jìn)行故障切除。所以，選擇性的需求主要是指繼電保護(hù)設(shè)備的協(xié)調(diào)原理，以確保在電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，有選擇地進(jìn)行故障處理，而不是有故障的部分仍然可以選擇電源。二是實(shí)現(xiàn)繼電器對速度的需求。其主要作用是實(shí)現(xiàn)對保護(hù)裝置進(jìn)行快速切斷短路的功能，增強(qiáng)電網(wǎng)的安全性，減少對設(shè)備和線路的損害。三是對靈敏度的要求。在電力線路使用中，當(dāng)發(fā)生金屬短路時，保護(hù)裝置必須具備很高的靈敏度，以找出故障所在。四是可靠性要求?？煽啃允侵冈谝欢ǖ谋Ｗo(hù)范圍之內(nèi)，繼電器的指令是否可靠。比如，在電力系統(tǒng)的正常工作條件下，繼電器不會產(chǎn)生相應(yīng)的反應(yīng)，從而確保了指令的精確和可靠。由于電力設(shè)備不能在無繼電保護(hù)條件下正常工作，所以安全可靠是其最基本的要求。

1.1.3 保障設(shè)備的類型

電流大小、方向及有無電流主要在繼電器中起到保護(hù)電流的作用，繼電保護(hù)主要是根據(jù)系統(tǒng)電壓發(fā)生變化而進(jìn)行工作。繼電器出現(xiàn)故障之后，主要是通過瓦斯保護(hù)的方式來對瓦斯造成的繼電器問題進(jìn)行保護(hù)。保護(hù)裝置主要指的是因?yàn)殡娏υO(shè)備而造成的短路故障，從而形成差動動作，這種保護(hù)方式被稱為差動保護(hù)。高頻保護(hù)主要指的是針對電力系統(tǒng)以及高壓電纜而進(jìn)行的重要保護(hù)。一旦電網(wǎng)出現(xiàn)非對稱短路的問題，以及接地裝置出現(xiàn)故障之后，電網(wǎng)系統(tǒng)就會進(jìn)行零序保護(hù)。所以，繼電器的類型多種多樣，作為相關(guān)的電力維護(hù)技術(shù)人員，必須掌握各種類型的繼電器維護(hù)技術(shù)。

1.2 繼電器的故障維修復(fù)雜度

繼電保護(hù)具有不同的類型，對繼電器故障進(jìn)行維修非常復(fù)雜，所以要想查找到真正的故障問題，相關(guān)的技術(shù)人員需要進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析，這也就導(dǎo)致繼電器的故障維護(hù)非常困難。通過對繼電器維護(hù)工程進(jìn)行信息化建設(shè)，能夠更好地利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行相關(guān)監(jiān)測，這也就大大提高了對相關(guān)技術(shù)人員的要求，技術(shù)人員必須具備相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理能力及運(yùn)算能力。當(dāng)前，隨著科技的高速發(fā)展，繼電器保護(hù)維修所需要的技術(shù)也在不斷增加，針對各種不同類型的故障需要進(jìn)行分類維修，提高維修的精確度非常重要。針對電力繼電器進(jìn)行維護(hù)與維修，必須確保相關(guān)技術(shù)人員具有一定的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，才能夠進(jìn)行針對性維修處理，及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。

2 電力繼電保護(hù)裝置的調(diào)試

對于數(shù)字化變電站而言，繼電保護(hù)裝置起到至關(guān)重要的作用，其保護(hù)功能是無法替代的。在設(shè)計(jì)與生產(chǎn)繼電保護(hù)裝置時，容易出現(xiàn)一些誤差，所以在繼電保護(hù)裝置進(jìn)入施工現(xiàn)場之后，必須進(jìn)行精密調(diào)試，才能開始運(yùn)用。然而現(xiàn)場調(diào)試過程中，受到調(diào)試設(shè)備不足、調(diào)試環(huán)境差等多種因素的影響，容易出現(xiàn)調(diào)試不精準(zhǔn)的問題。為了避免聯(lián)機(jī)在聯(lián)機(jī)調(diào)試過程中對鄰近裝置的影響，需要提前制定完善的調(diào)試程序或計(jì)劃，這樣才能避免故障影響周圍設(shè)備。

2.1 傳統(tǒng)的繼電器調(diào)試方法

傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置調(diào)試是由測試裝置發(fā)出信號，再由特殊的數(shù)據(jù)采集裝置進(jìn)行采集，再把這些信號轉(zhuǎn)化成被保護(hù)裝置所識別的信號。接下來，將變換的信號發(fā)送給合并裝置，然后由整個系統(tǒng)訪問該合并裝置。線路圖如圖1所示。

圖1 傳統(tǒng)調(diào)試的布線方式

傳統(tǒng)調(diào)試方法更易于為安全作業(yè)者所熟悉和掌握。另外，隨著我國電力系統(tǒng)的逐漸普及，我國電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢也越來越明顯。雖然傳統(tǒng)的變電站繼電保護(hù)比數(shù)字變電站的繼電保護(hù)更易于實(shí)現(xiàn)，但其缺點(diǎn)也很多。例如：幀丟失、代碼混亂和傳輸延時等問題；若以數(shù)字形式輸出，則不能進(jìn)行閉環(huán)試驗(yàn)。所以，由傳統(tǒng)的變電站向數(shù)字化變電站的轉(zhuǎn)變也是必然的。

2.2 全數(shù)字化繼電保護(hù)裝置的調(diào)試方案

全數(shù)字調(diào)試主要指的是：對繼電保護(hù)裝置進(jìn)行全方位交互調(diào)試時，采用數(shù)字化的方法來進(jìn)行調(diào)試，這樣能夠更好地切換通信數(shù)據(jù)，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來接受相關(guān)的信息數(shù)據(jù)，從而更好地進(jìn)行調(diào)試。具體調(diào)試方法如圖2所示。

圖2 全數(shù)字化調(diào)試配線方式

在進(jìn)行全數(shù)字化調(diào)試時，系統(tǒng)會將電流、電壓等數(shù)字化信息輸出到系統(tǒng)里面，再通過保護(hù)系統(tǒng)識別電流、電壓等信息，并根據(jù)預(yù)定的操作需求向檢測儀器輸出相關(guān)數(shù)據(jù)，使系統(tǒng)能夠順利地完成智能化操作。通過利用數(shù)字化的調(diào)試方法，將檢測裝置與保護(hù)裝置、智能開關(guān)等有機(jī)地結(jié)合起來，使多個部分能夠進(jìn)行互聯(lián)，這樣可以及時檢測變電站網(wǎng)絡(luò)。在今后的數(shù)字變電站試驗(yàn)中，采用全數(shù)字化檢測方法是未來的主要發(fā)展趨勢。

3 繼電保護(hù)維修技術(shù)

3.1 跨級跳閘的處置

過快短路、漏電缺陷、過載速度過快和導(dǎo)線太細(xì)等都會引起過控制。不管是哪種情況，跨級跳閘都是由于設(shè)置和操作時間的不同而引起的。

3.2 控制回路的失效

二次跳閘是一種常見的繼電器故障。二次回路的精確定位是糾正錯誤的關(guān)鍵。在這種情形下，建議采用一種開關(guān)方式，例如在二次回路保護(hù)裝置的實(shí)際操作中，刪除次級循環(huán)，重裝遠(yuǎn)程組件，發(fā)現(xiàn)問題的確切位置，排除故障。

3.3 直流輸電線路的接地故障處理

直流接地故障診斷設(shè)備是近年來較為常見的一種電力設(shè)備，具有不需要中斷直流線路就能在帶電狀態(tài)下進(jìn)行檢測的特點(diǎn)，提高了電流檢測的可靠性。

3.4 微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的故障處理

雖然微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較簡單，但是在處理相關(guān)故障的時候，仍然不能按照以往的經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行處理。相關(guān)人員必須把故障的主要特點(diǎn)記錄下來，并按照技術(shù)說明書來查找故障產(chǎn)生的原因。在門上安裝1個小型的電源和工作電壓開關(guān)，以及1個小型的匯流排、夏天警報(bào)器。在前面板設(shè)備的上部需要裝設(shè)繼電器，中間、左邊或下面可裝有信號和操作重置按鍵，在1個信號中繼器或者2個功率中繼器上安裝必要的連接線或指示燈。

4 常見的繼電器故障分析

在國家電網(wǎng)系統(tǒng)里，繼電保護(hù)裝置起到至關(guān)重要的作用，所以需要確保繼電保護(hù)裝置的穩(wěn)定性。一般發(fā)生繼電器故障存在多種不同的原因。如果繼電保護(hù)裝置或附屬裝置出現(xiàn)故障，想要快速找出故障原因比較困難。下面對一些常見的繼電器故障進(jìn)行了具體分析。

4.1 電壓互感器二次失效

二次回路故障是電壓互感器在運(yùn)行過程中經(jīng)常出現(xiàn)的故障問題。（電壓互感器）（PT）二次回路故障是一類比較復(fù)雜的故障問題，其通常表現(xiàn)為PT二次接地方式的異常，也就是二次（虛）或多個點(diǎn)的閉合，PT二次接地和接地系統(tǒng)的電壓是由電流和電阻的非均勻性決定的。一旦超過此保護(hù)裝置的全部相電壓，就會導(dǎo)致電流幅度及相位發(fā)生變化，使電壓及電流發(fā)生偏移或損失。由于變壓器自身的電阻比較低，如果發(fā)生二次短路，則會產(chǎn)生更大的電流變化。一旦發(fā)生熔化，二級控制線或PT會被燒壞，從而會造成安全事故。當(dāng)三角電壓線路斷開時，就會產(chǎn)生PT的二次壓降。

4.2 電流互感器飽和問題

隨著繼電保護(hù)終端負(fù)載的增大，會導(dǎo)致電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，使電網(wǎng)的電流負(fù)荷增加，造成一系列的事故產(chǎn)生。例如：1個短路問題所造成的電流通常是正常電流的100倍。由于電流互感器的電壓和短路電流的比例關(guān)系，會導(dǎo)致繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障。

4.3 繼電器部件失效的問題

在繼電器保護(hù)故障中常見的問題就是三極管的失效，這個問題會使繼電器收到錯誤的訊號，并產(chǎn)生錯誤代碼，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的安全性與可靠性。

4.4 循環(huán)絕緣損傷

一般出現(xiàn)二次線路的絕緣故障，通常是因?yàn)槎尉€路的短路所造成的。由于長時間使用線路，造成線路老化，容易出現(xiàn)故障。循環(huán)絕緣長期損傷，會影響繼電器的安全運(yùn)行。

4.5 電磁干擾問題

高壓變電所周邊的磁場都是比較微弱的狀態(tài)，一旦出現(xiàn)強(qiáng)磁場，會導(dǎo)致變電所的繼電保護(hù)系統(tǒng)受到影響，從而降低繼電保護(hù)的敏感度。

5 電力繼電保護(hù)的故障處理

5.1 一次性排除設(shè)備缺陷

在繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)故障問題之后，必須及時進(jìn)行檢修。隨著社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，電力繼電保護(hù)技術(shù)也在不斷發(fā)展進(jìn)步，繼電保護(hù)裝置日漸趨向于網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化。對于繼電保護(hù)的故障研究，更多地運(yùn)營互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)，利用電腦檢測故障，形成波形圖形，這樣便于工作人員更快地發(fā)現(xiàn)故障問題。同時，PT與CT的出現(xiàn)也是造成意外事故產(chǎn)生的主要原因。在電力事故中經(jīng)常會出現(xiàn)電腦斷層掃描以及二次線路軟化等問題，所以需要及時發(fā)現(xiàn)這些問題，解決問題。最后，各個單位必須嚴(yán)格檢查安全設(shè)備，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)的保護(hù)措施，定期檢驗(yàn)線路和裝置，這樣才能及時發(fā)現(xiàn)漏洞，及時替換故障設(shè)備，確保設(shè)備能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

5.2 周期故障的解決

5.2.1 全線路

在變電站的日常工作中，常常會出現(xiàn)電流環(huán)路與電壓環(huán)路之間的短路現(xiàn)象，對二次環(huán)路的繼電保護(hù)造成了一定的安全隱患。因此，維護(hù)人員在檢修時要注意電壓環(huán)路的短路，并盡量控制其短路。特別是在實(shí)際工作中，要按照二次回路的設(shè)計(jì)圖，對電壓回路的出線是否斷開、電壓回路是否松動、空氣通斷觸點(diǎn)是否完好及一次性保險(xiǎn)絲的安裝是否可靠等進(jìn)行全面檢查。為了確保電流回路安全可靠工作，應(yīng)對其進(jìn)行定期檢查；為了對二次回路進(jìn)行完整檢測，可以根據(jù)有關(guān)的歷史資料對回路進(jìn)行進(jìn)一步檢測。另外，還要對設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)，以最大限度地預(yù)防和減少電路故障的發(fā)生。

5.2.2 隱患排查

要想徹底清除二次回路的安全隱患，必須全面深入地進(jìn)行檢查，并采取各種針對性措施排除安全隱患。通常，面臨不同的操作環(huán)境，副線路也會產(chǎn)生各種安全風(fēng)險(xiǎn)。為了加強(qiáng)排除安全隱患，必須對施工現(xiàn)場進(jìn)行全面安全檢查。同時，要合理運(yùn)用各種調(diào)查手段，并將其與實(shí)際工作相結(jié)合從各個方面進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析。例如：首次模擬測驗(yàn)就能排除潛在的工作風(fēng)險(xiǎn)。通過逐一的故障排除，及時發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)因素，并制定相應(yīng)的解決對策，對二次循環(huán)進(jìn)行有效的改進(jìn)和優(yōu)化。除此之外，在工作期間，還需要對設(shè)備進(jìn)行及時維修。通過對二次線路圖的分析，制定科學(xué)、合理的維修計(jì)劃，將安全隱患徹底清除，充分保障電力繼電保護(hù)工作。

6 結(jié)束語

隨著社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，各種現(xiàn)代化技術(shù)也在不斷革新，人們逐漸開始重視電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行和使用。所以，電力行業(yè)必須重視相關(guān)的安全生產(chǎn)工作，要加強(qiáng)對繼電器保護(hù)裝置的檢查和維護(hù)，如果發(fā)現(xiàn)繼電器保護(hù)裝置故障問題，需要及時制定解決方案，解決問題。電力行業(yè)也要順應(yīng)時代的發(fā)展趨勢，不斷改變傳統(tǒng)的故障檢修手段，不斷研究新型的繼電器保護(hù)裝置和技術(shù)，才能避免安全事故產(chǎn)生，促進(jìn)社會主義現(xiàn)代化高速發(fā)展。