火力發電廠中繼電保護裝置故障的檢測與維修分析

王謙君

神皖池州九華發電有限公司，安徽合肥 230022

火力發電廠的繼電保護裝置是發電廠的基礎設施之一，對電廠的安全起著重要的保護作用，繼電保護裝置在使用的過程中會出現各種問題，這些問題都會成為電廠的安全隱患，一旦發生事故，將對電廠的人身財產造成巨大的損失，十分危險。因此，對繼電保護裝置的故障檢測必須貫穿到日常工作當中，有規律的檢測、及時的維修是確保繼電保護裝置安全運行的基礎。本文對常見故障進行了歸納，提出了維修方法。

1 火力發電廠繼電保護裝置的概況

火電廠的電網系統都配有統一的繼電器保護裝置，利用量變來保護電路，一旦有故障發生，可以確保在時間和區域都是最小值的狀態下將故障設備自動從系統中切除，也可以發出警報信號，讓值班人員前來查看異常，排除故障，以減輕或避免設備的損壞和對相鄰地區供電的影響。火力發電廠的繼電保護裝置有如下特點。

1.1 安全可靠

安全可靠這一特性可以從根本上起到繼電保護作用。安全性可以保證不發生誤動，可靠性可以保證不發生拒動，由于拒動和誤動都會給電網系統帶來不利的影響，安全可靠的性能無疑對電網起到了多重保護。

1.2 智能選擇

選擇性是指當保護裝置本身保護的設備或線路出現故障時，例如設備故障、線路保護故障、斷路器拒動故障。這時允許相鄰設備進行保護處理[1]。

1.3 高效速動

這一特點可以盡快切除繼電保護裝置中的短路故障，并發給員工一個準確的信號，通知工作人員盡快處理故障，其目的是提高系統的穩定性，降低故障的損害程度，提高系統并列運行的穩定性。

1.4 靈敏性

火電廠電網系統在被保護的范圍內發生故障時，繼電保護裝置可以進行快速反應，靈敏度很高。不論故障出現的位置和類型如何，以及故障處是否有過渡電阻，繼電保護裝置都可以快速正確反應。在三相短路、兩相或單相短路的情況下都能可靠動作。

繼電保護裝置的四個特性相互聯系又相互矛盾，在實際的工作當中，我們要結合火電廠電網系統本身的性質來辯證統一地看待。繼電器保護裝置只有具備這四個基本性能才能起到預防事故的作用，在最短的時間內解決火電廠電力系統中發生的故障。繼電保護裝置的四個特性對確保火電廠的正常運行，起到一定的監察作用，可以排除大部分的故障原因，減少損壞的組件，對電網設備起到保護作用。警告異常工作條件下的電氣設備和信號，提示工作人員及時采取措施處理，對生產自動化控制進行遙控、遙測[2]。

2 繼電保護裝置檢測的意義

2.1 安全的重要保障

自動保護裝置能準確快速地、有選擇的連接到斷路器跳閘故障組件切指令，及時并最大限度地減少電力系統的損害，迅速及時恢復正常運行。經常對繼電保護裝置進行檢測可以防患于未然防患于未然。很多繼電保護裝置的故障維修需要一定的時間，如果等到故障產生危害時再進行檢測會給電廠帶來更大的損失。

2.2 運行狀況的監控器

火電廠繼電保護裝置可以進行實時監控，在這樣高強度的控制下確保電網系統正常運行。

2.3 對異常情況自動分析

發現異常情況之后，可以自動檢測并分析原因，迅速確定故障區域，對下一步的檢修進行指導和提示。

2.4 提示異常狀態

電氣設備工作狀態取決于設備的操作、維護條件和及時的異常信號，提示工作人員在值班時對運行不正常或有缺陷的設備進行及時維護。保護裝置在非值班人員處理的情況下，會自動做出相應的調整，或選擇性去除那些故障繼續運行。電力系統保護必須具有速度和流動性、可靠性，以保護裝置的維護和火電廠電力系統的管理正常運行，使優勢作用充分發揮。

3 常見故障歸納

3.1 電壓互感器（PT）的二次回路故障

變壓器是繼電器測量設備的起點， PT 二次電壓回路保護誤動作失敗的結果是嚴重的拒動。PT 二次電壓回路故障主要集中在以下幾個方面：首先，PT 二次中性點接地異常[3]。第二中性點不接地（虛擬存取）或多點接地性能異常。二次中性點不接地（虛擬存取）的原因除了變電站接地網的原因之外，還由布線過程導致。 其次，PT 開口三角電壓回路異常。PT開口三角電壓回路斷線，導致機械原因短路和PT 二次損失壓力[4]。PT 二次電壓損失的經典問題困擾著電壓保護，是簡單地打破各種設備的性能和二次回路缺陷造成的。

3.2 繼電器的觸點故障

繼電器觸點在出現以下問題時對電網的影響很大，比如觸頭材料的類型不同，電壓和電流的值不同等等。由于負載的不同和工作頻率的變動，電網的內部設備運行會發生變化，這些變化對電網的演進產生一定的影響。如果任何這些因素都不能滿足預定的值，如金屬電解、接觸焊、磨損或接觸電阻快速增加等問題之間的聯系異常，故障也時有發生。這在很大程度上影響繼電器的接點，反過來會影響整個火電廠電力系統的安全性和可靠性。

3.3 電磁系統鉚裝件的變形

零件彎曲，鉚歪斜變形會給下道工序的裝配或調整帶來影響，會導致下道工序嚴重變形甚至報廢。這是由于鉚接部分超長、過短或擠壓力過大造成的。但并不意味著電磁系統鉚裝件的變形是由設計模具裝配錯誤尺寸或零件放置不當引起的。電磁系統安裝的鉚釘變形會影響保護設備的正常運行，在同一時間內產生不利于火電廠電力系統安全性的問題。

4 故障維修探析

以微處理器為基礎的繼電保護裝置在運行過程中的問題需要及時解決，由于繼電保護系統組件復雜，計算機化程度越來越高，僅僅對失敗的繼電保護系統進行分析來確保中繼系統故障完全排除的技術手段在實際的操作中有一定難度。以下是幾個簡單的故障分析總結補救措施。

4.1 使用一種替代方法，排除故障保護繼電系統

替代方法是用相同的元素，而不是懷疑有故障的部件以確定它是否是好還是壞，所以采取這種方法工作人員可以迅速縮小范圍找到故障。替代方法是處理集成的自動保護裝置內部故障最常用的方法[5]。這種方法是比較常用的，也是基于微處理器的繼電器保護設備的故障分析得來的，此外，替代方法常用的組件需要更復雜的電路保護裝置和故障排除的數量來確定。

4.2 使用交叉引用，以確認繼電保護系統故障

比較常用的方法還有通過正常的同型號同規格的設備技術參數的校準報告，在較大的差異的情況下進行比較故障點。此方法主要用于驗證程序檢查接線錯誤，并不能確定故障的原因。此外，在繼電保護系統上設置檢查不能很容易地確定中繼系統是好還是壞，因為差距較大，測試值和設定值時的保護裝置難以調整，這時工作人員可以用循環恒定奇偶檢測儀器來進行類似的保護設備維修，從而證實了繼電保護系統故障。此外，還可以使用一個直觀的繼電保護系統故障排除方法。直觀的方法是不使用儀器逐點測試，在一個無故障插件內進行備件更換排除故障。

4.3 短路確認繼電保護系統故障

確認中繼系統的故障的位置還可以使用電路短路的方式，這樣確認在電路故障范圍之內發生的短路故障可以快速縮小檢查范圍。由線為基礎的繼電保護系統在大量的繼電保護系統中出現會故障，次級電路故障是最常見的故障。要確認故障繼電器保護系統，需要依次除去第一次級電路的位置，然后把回路一個接一個，當出現故障時，這個循環就會出現問題。確認故障所在的回路之后，再將循環部件放置回拆除命令 ，以確定電路元件的故障。短路確認繼電保護系統故障也是常用的排除故障的方法之一，這種方法與以上幾種方法相比有更大的優勢，因此使用頻率更高。

5 結論

繼電保護裝置在日常使用中會出現一些故障，這些故障如果不及時檢測維修會帶來重大的安全隱患，一旦發生事故，將對電廠的人身財產造成巨大的損失，十分危險。因此，對繼電保護裝置的故障檢測必須貫穿到日常工作當中，有規律的檢測、及時的維護是確保繼電保護裝置安全運行的基礎。本文將常見故障歸類綜述，目的是要對繼電保護裝置的安全問題進行徹底的分析。在今后的工作中，火力發電廠的繼電保護裝置的檢測問題依然是值得繼續關注的。

[1]汶占武，尚建國.微機在繼電保護中應用的歷史、現狀及未來[J].楊凌職業技術學院學報，2011(1).

[2]張國雄.繼電保護技術分析[J].中小企業管理與科技，2009.

[3]陳巖，段俊祥.電力系統繼電保護技術的現狀與發展[J].硅谷，2010(17).

[4]黃敏飛.繼電保護在綜合自動化變電站中的應用與探討[J].廣東科技，2009(14).

[5]王翠平.繼電保護裝置的維護及試驗[J].科苑論壇，2007(4).