淺談電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的組成及故障處理

【摘要】章主要就電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用、組成進(jìn)行論述，提出了相關(guān)的保護(hù)措施，在繼電保護(hù)工作中具有十分重要的意義。

【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù)；故障分析；措施

【中圖分類號】TM77 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1672—5158(2012)09—0406—01

1.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用、組成及要求

1.1 繼電保護(hù)的作用

在電力系統(tǒng)被保護(hù)元件發(fā)生故障的時候，繼電保護(hù)裝置能自動、有選擇性地將發(fā)生故障元件從電力系統(tǒng)中切除掉來保證無故障部分恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)，使故障元件避免繼續(xù)遭到損害，以減少停電的范圍；如果被保護(hù)元件出現(xiàn)異常運(yùn)行狀態(tài)時，繼電保護(hù)裝置能及時反應(yīng)，根據(jù)維護(hù)條件，發(fā)出信號、減少負(fù)荷或跳閘動作指令。此時，一般不要求保護(hù)迅速動作，而是根據(jù)對電力系統(tǒng)及其元件危害程度規(guī)定一定的延時，以避免不必要的動作。同時，繼電保護(hù)裝置也是電力系統(tǒng)的監(jiān)控裝置，可以及時測量系統(tǒng)電流電壓，從而反映系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

1.2 繼電保護(hù)的組成及要求

繼電保護(hù)一般由輸入部分、測量部分、邏輯判斷部分和輸出執(zhí)行部分組成。現(xiàn)場信號輸入部分一般是要進(jìn)行必要的前置處理，如隔離、電平轉(zhuǎn)換、低通濾波等，使繼電器能有效地檢查各現(xiàn)場物理量。測量信號要轉(zhuǎn)換為邏輯信號，根據(jù)測量部分各輸出量的大小、性質(zhì)、邏輯狀態(tài)、輸出順序等信息，按照一定的邏輯關(guān)系組合運(yùn)算最后確定執(zhí)行動作，由輸出執(zhí)行部分完成最終任務(wù)。

繼電保護(hù)的基本要求應(yīng)當(dāng)滿足選擇性、速動性、靈敏性和可靠性的要求。選擇性指保護(hù)裝置動作時，僅將故障器件從電力系統(tǒng)中當(dāng)獨(dú)切除，使停電的范圍盡量地縮小，保證系統(tǒng)中無故障的部分正常運(yùn)行；速動性是指保護(hù)裝置應(yīng)盡快切除短路故障，它的目的就是提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從而減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度，縮小受故障所影響范圍，提高自動重合閘和備用設(shè)備自動投入的效果。靈敏性是指對于保護(hù)的范圍內(nèi)，發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力?？煽啃允侵咐^電保護(hù)裝置在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生動作時的可靠程度。

2.繼電保護(hù)常見的故障分析

1)電流互感飽和故障。電流互感器的飽和對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的影響是非常之大。隨著配電系統(tǒng)設(shè)備終端負(fù)荷的不斷增容，如果發(fā)生短路，則短路電流會很大。如果是系統(tǒng)在靠近終端設(shè)備區(qū)的位置發(fā)生短路時，電流可能會達(dá)到或者接近電流互感器單次額定電流的100倍以上。在常態(tài)短路情況下，越大電流互感器誤差是隨著一次短路電流倍數(shù)增大而增大，當(dāng)電流速斷保護(hù)使靈敏度降低時就可能阻止動作。在線路短路時，由于電流互感器的電流出現(xiàn)了飽和，而再次感應(yīng)的二次電流小或者接近于零，也會導(dǎo)致定時限過流保護(hù)裝置無法展開動作。當(dāng)在配電系統(tǒng)的出口線過流保護(hù)拒絕動作時而導(dǎo)致配電所進(jìn)口線保護(hù)動作了，則會使整個配電系統(tǒng)出現(xiàn)斷電的狀況。

2)開關(guān)保護(hù)設(shè)備的選擇不當(dāng)。開關(guān)保護(hù)設(shè)備的選擇是非常重要的一項工作，現(xiàn)在的多數(shù)配電都在高負(fù)荷密集的地區(qū)建立起開關(guān)站，也就是采用變電所一開關(guān)站一配電變壓器的供電輸電的模式。在未實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)自動化的開關(guān)站內(nèi)，我們應(yīng)當(dāng)更多地采用負(fù)荷開關(guān)或與其組合的繼電器設(shè)備系統(tǒng)作為開關(guān)保護(hù)的設(shè)備。

3.繼電保護(hù)故障的處理方法和措施

3.1 常見的繼電保護(hù)故障的處理方法

(1)直觀法

處理一些無法用儀器逐點(diǎn)測試，或某一插件故障一時無備品更換，而又想將故障排除的情況。比如10kv開關(guān)柜分或拒合故障處理。在操作命令下發(fā)后，觀察到合閘接觸器或跳閘線圈能動作，說明電氣回路正常，故障存在機(jī)構(gòu)內(nèi)部。到現(xiàn)場如直接觀察到繼電器內(nèi)部明顯發(fā)黃，或哪個元器件發(fā)出濃烈的焦味等便可快速確認(rèn)故障所在，更換損壞的元件即可。

(2)掉換法

用好的或認(rèn)為正常的相同元件代替懷疑的或認(rèn)為有故障的元件，來判斷它的好壞，可快速地縮小查找故障范圍。這是處理綜合自動化保護(hù)裝置內(nèi)部故障最常用方法。當(dāng)一些微機(jī)保護(hù)故障，或一些內(nèi)部回路復(fù)雜的單元繼電器，可用附近備用或暫時處于檢修的插件、繼電器取代它。

(3)逐項拆除(排除)法

將并聯(lián)在一起的二次回路順序脫開，然后再依次放回，一旦故障出現(xiàn)，就表明故障存在哪路。再在這一路內(nèi)用同樣方法查找更小的分支路，直至找到故障點(diǎn)。此法主要用于查直流接地，交流電源熔絲放不上等故障。如直流接地故障。先通過拉路法，根據(jù)負(fù)荷的重要性，分別短時拉開直流屏所供直流負(fù)荷各回路，切斷時間不得超過3秒，當(dāng)切除某一回路故障消失，則說明故障就在該回路之內(nèi)，再進(jìn)一步運(yùn)用拉路法，確定故障所在支路。再將接地支路的電源端端子分別拆開，直至查到故障點(diǎn)。如電壓互感器二次熔絲熔斷，回路存在短路故障，或二次交流電壓互串等，可從電壓互感器二次短路相的總引出處將端子分離，此時故障消除。然后逐個恢復(fù)，直至故障出現(xiàn)，再分支路依次排查。如整套裝置的保護(hù)熔絲熔斷或電源空氣開關(guān)合不上，則可通過各塊插件的拔插排查，并結(jié)合觀察熔絲熔斷情況變化來縮小故障范圍。又例如保護(hù)裝置發(fā)控制回路斷線信號，可以在保護(hù)屏用萬用表測量到開關(guān)柜電纜的合、分閘回路的電位，初步就可以判斷故障點(diǎn)在開關(guān)柜還是在保護(hù)裝置上，然后進(jìn)一步進(jìn)行故障排除。

3.2 確保電力系統(tǒng)繼電保護(hù)正常運(yùn)行的措施

合理的人員配置，使人員調(diào)度和協(xié)助能順利進(jìn)行，明確人員工作目標(biāo)，保證電力正常運(yùn)行；完善規(guī)章制度，根據(jù)繼電保護(hù)的特點(diǎn)，健全和完善保護(hù)裝置運(yùn)行管理的規(guī)章制度，繼電保護(hù)設(shè)備臺賬、運(yùn)行維護(hù)、事故分析、定期校驗(yàn)、缺陷處理等檔案應(yīng)逐步采用計算機(jī)管理跟蹤檢查、嚴(yán)格考核、實(shí)行獎懲；對二次設(shè)備實(shí)行狀態(tài)監(jiān)測方法，對綜合自動化變電站而言，容易實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測。

4.結(jié)語

隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，計算機(jī)和通信技術(shù)快速提高，繼電保護(hù)技術(shù)也會面臨新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，其將沿著計算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化，保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化的發(fā)展方向去發(fā)展。我們將不斷學(xué)習(xí)和總結(jié)繼電保護(hù)技術(shù)，推動新技術(shù)的引進(jìn)、應(yīng)用，為我國電力技術(shù)的進(jìn)步做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。