電廠繼電保護故障診斷與現場處理方案探究

陳秀云

（福建省鴻山熱電有限責任公司，福建 泉州 362712）

電廠繼電保護故障診斷與現場處理方案探究

陳秀云

（福建省鴻山熱電有限責任公司，福建 泉州 362712）

電廠運行過程中，繼電保護至關重要。實踐中，我們應當重視電廠繼電保護故障診斷與處理，全面把握繼電保護常見的故障類型、處理原則。本文將對電廠繼電保護中的常見故障問題進行分析，并在此基礎上以某電廠為例，就其繼電故障診斷以及現場處理，談一下個人的觀點和認識，僅供參考。

繼電保護；電廠；故障診斷；現場處理；研究

0 引言

正確診斷繼電保護故障，并進行針對性處理，對整個電廠以及電力系統的運行，具有非常重大的意義。通過診斷和處理繼電保護故障問題，既可以有效促進整個電力系統的高效運行，又可確保電廠運行安全可靠性。

1 電廠繼電保護中的常見故障問題分析

對于繼電保護故障問題而言，常見的類型有干擾、定值、高頻收發信機以及插件絕緣和CT飽和等方面的問題，具體分析如下：

第一，干擾問題。對于這類問題，主要是因微機保護能力相對較差，一旦保護屏位置有其他通信設備，必然會產生干擾影響。比如，這些通信設備會造成邏輯元件錯誤，或者誤動作。

第二，定值問題。對于定值問題而言，常見的故障問題是人工操作過程中，才用的整定方法不正確；整定計算過程中的錯誤操作，導致整個系統出現誤差。

第三，高頻收發信機故障。由于各廠家發出的收發信機存在著質量差異，因此通信設備問題造成高頻收發信機故障。

第四，CT飽和。二次系統中，CT的作用非常的大。一旦發生故障問題，短路電流立即出現加劇現象，導致CT飽和，繼電保護難以正常運行。

第五，插件絕緣。繼電保護設備布線緊密，而且集成度比較高。如果保護設備運行時間過長，則插件接線的焊點必然會因靜電作用而出現塵埃大量聚集的問題，以致于焊點間形成通路，最終導致設備出現故障問題。

2 繼電保護故障問題常用處理方法

2.1 分析法

在重合閘故障，比如放電閉鎖問題發生時，處理人員應當對輸入量進行全面分析，找出放電原因，再對輸入量進行分析。同時，在診斷繼電保護設備故障問題時，可采用分析故障報告。

2.2 電位變化法

二次回路上的節點電位變化、電壓變化需實時監測，然后確定故障問題的發生點，這是電位變化法的機理。該方法主要適用于以下情況：第一，分閘線路開關時，無法正常亮綠燈。第二，基于保護傳動試驗對電路開路情況進行分析。當系統設備正常運行時，對主變保護進行檢查，保護出口回路如圖1所示。

XB為出口壓板、KT代表主變繼電器節點，33代表跳閘出口回路節點。萬用表正常工作時，退出壓板，并測量節點1 對地電位。啟動主變保護，KT會有出口動作，而且XB收到正電位，此時電壓表正電位出現翻轉現象；如果不出現翻轉，那么繼電保護工作正常。測量XB節點2，如果非負電位，則說明沒有故障問題，可能故障問題出現在下級電路之上。

2.3 經驗判斷法

在綜合分析多種繼電保護問題以后，對設備運行進行統計，全面了解設備工作狀態。工作人員憑借個人的實踐經驗，對部分繼電保護問題進行判斷，然后處理各種可能的故障問題。比如，分閘開關狀態下，紅綠燈經常會出現失靈現象，對此可憑借主觀經驗對造成該問題的原因進行分析。常見的原因是：開關機構操作死點；輔助節點滯后影響機構分合變化。

3 電廠繼電保護故障案例分析

某抽水蓄能電站以原水庫作為下庫，采用人工方式修建了上庫，其裝機容量800MW，可以說是電網主力調頻之必須。該電廠建于上世紀90年代，三年后首臺機組完成了并網，次年四臺機組建成投產。該電廠自調試應用至今，無論是10kV用電還是220kV電廠線路，都先后出現過程度不同的電氣故障問題。

3.1 發電機轉子出現接地故障問題

一號機組發電運行狀態下，機組轉子出現接地動作報警。對于發電機轉子而言，其接地保護采用的是在轉子回路上，重疊15V方波交流電壓，然后對轉子的對地絕緣水平組成進行測量。當發生故障問題后，立即停機進行檢查，轉子回路絕緣情況良好。在此過程中，利用電阻箱人為將接地保護回路進行接地動作，然后對轉子接地保護繼電器是否正常工作進行檢查。對機組采用手動方式進行開機，空轉狀態下不加勵磁電流，借助搖表對轉子絕緣進行測量，轉子對地的絕緣電阻顯示為零。針對這一問題，建議采用電橋法對接地點在轉子回路即發電機轉子六號磁極進行檢查。將機組停下來，并將機組的六號磁極相應蓋板以及擋板打開檢查，發現六號、七號磁極是由多層軟銅片轉子磁極外連接銅片的一頭開焊；機組在開機時，因離心力的影響，軟銅片、擋板之間的接觸會導致轉子接地，結果機組轉子的實際接地保護動作沒有出現故障問題。根據這一表征，檢查所有的轉子磁極外連接情況，并與發電機廠家專家共同進行現場檢查，結果發現部分發電機轉子磁極存在著不同程度的軟連接松動問題，電廠和專家對檢查過程中發現的這些問題，采取擴大預防的方法進行處理，有效低避免了另外一些機組轉子再出現類似的接地故障問題。

3.2 發電機存在軸電流故障問題

該電廠二號機組在實際運行過程中需，出現了軸電流保護跳閘停機現象。在正常運行狀態下，發電機因磁場存在著不平衡問題而導致大軸兩端產生感應電壓。對于大軸而言，其接地刷接地，確保了對地電位，上導軸承軸領絕緣。實踐中，如果上導軸承絕緣出現破壞現象，在大軸、軸承以及接地刷間會產生一定的電流，導致導瓦放電，可能會出現發熱甚至損壞現象。在大軸上適當布設軸電流CT，形成軸電流保護。當出現保護動作時，必然會在發電機上導軸承上形成接地點。拆開并檢查發電機上導軸承，發現油盆中的擋油圈出現了開焊脫落問題，因接觸發電機大軸而導致軸電流出現保護動作，進而引起跳閘停機。根據此情況，建議在機組檢修過程中，焊接加固所有上導油盆擋油圈，以免出現同類故障問題，確保了機組的運行安全可靠性。

3.3 主短路器觸頭出現放電故障問題

在電廠一號機組啟動變頻器抽水時，機組的轉速上升到額定的轉速，而且機端電壓已經上升到了額定電壓，自動同期設備工作尋找同期點然后進行并網。在此過程中，一號機組發變組單元差動保護出現了瞬時動作，而且保護動作跳一號號機220kV主開關，先是滅磁，最后停機。與此同時，一號機組220kV主斷路器開關失靈保護動作，再跳一號機220kV主開關，經延時由光纖差動保護直跳線路對側開關；跳一號廠高變開關，跳二號機主開關（原來二號機處于停機狀態）。當發生故障問題以后，檢查和實驗發電機以及主變壓器，沒有發現問題；斷開開關、母線隔離刀時，變壓器、發電機零起升壓，直至額定電壓正常；此時，對一號主開關保護跳閘，并進行傳動試驗，使其保持正常開關動作。在故障問題分析過程中，電流、電壓錄波數據非常中藥。一旦發現故障問題，220kV電力系統中的B相對地電壓就會歸零。一號主變壓器的B相產生故障電流，結合故障發生情況，在開關并網之前，初步對故障進行分析，比如開關并網之前的B相動，或者靜觸頭間擊穿，然后經GIS外殼放電。實踐中可以看到，開關是GIS全封閉的組合電器，只從外部觀看是無法看到故障痕跡的。建議電廠要求外方到現場解體檢查，結果開關B相動，而且靜觸頭間擊穿且對地放電，較之于先前的分析基本一致。對于主開關而言，因受到發變組的差動保護而使得發變組出現保護動作。因開關故障問題發生時，尚未并網，所以雖然出現差動保護滅磁以及停機等現象，但是220kV電力系統仍可以通過開關故障相進行接地。由于一號主變壓器高壓側的中性點運行過程中出現接地問題，因此主變高壓側存在著故障電流，此時啟動開關保護動作失靈。在對該故障問題進行分析和處理時發現，無論進口還是國產的GIS全封閉組合開關，都可能會發生擊穿故障。同時，需要強調的是必須對其進行定期的試驗檢查，并做好日常巡檢工作。基于此，筆者建議電廠在外方專家的通力配合下，對所有的開關進行解體大檢查，并做預防試驗，對絕緣氣體進行定期試驗和檢查，以免發生類似故障問題。

4 結束語

通過以上對某電廠自投產至今發生的主要繼電保護故障、自動設備動作問題分析可知，所發生的多數故障問題集中表現為廠商生產的產品質量問題、設備施工安裝質量問題以及電纜長期服役過程中絕緣性能降低問題等。無論那種問題和成因，電廠方應當采取多元化的方法和措施進行檢查和試驗，并盡可能擴大巡查的范圍，有效避免了上述故障問題的二次發生。此外，繼電保護動作正常與否，是否能夠及時準確地切除故障，關系著整個電廠電力設備運行安全可靠性。

［1］吳金楊，張超，王丹丹.有關電廠繼電保護故障分析和處理研究［J］山東工業技術，2016（05）.

［2］王志勇，白建輝，吳茳.電力變壓器的故障分析及維護［J］.河北工程技術高等專科學校學報，2016（03）.

［3］劉興光.發電廠繼電保護裝置的故障探討［J］.山東工業技術，2016（06）.

［4］陳咨財.發電廠繼電保護的干擾因素分析［J］.通信電源技術，2016（05）.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.127