LKJ-2000型監(jiān)控裝置常見故障分析

胡小敏 賀園園

1 LKJ-2000型監(jiān)控裝置的組成

LKJ-2000型監(jiān)控裝置通常由以下部分組成：

電流和電壓互感器將電力系統(tǒng)的高電壓和低電流降低到便于繼電器處理的水平；保護(hù)繼電器用于檢測故障并啟動跳閘或斷開命令；基于繼電器和自動重合閘命令打開或關(guān)閉系統(tǒng)的斷路器；電池在系統(tǒng)斷電時提供電力；通信通道，可以分析線路遠(yuǎn)程終端的電流和電壓，并允許設(shè)備遠(yuǎn)程跳閘；對于配電系統(tǒng)的部件，保險絲能夠同時感應(yīng)和斷開故障。

各部分可能發(fā)生故障，例如絕緣故障，傳輸線路損壞或斷路，斷路器操作不當(dāng)，短路和開路。安裝保護(hù)裝置的目的是保護(hù)資產(chǎn)，并確保持續(xù)供應(yīng)能源。

開關(guān)設(shè)備是用于控制，保護(hù)和隔離電氣設(shè)備的電氣斷路開關(guān)，熔斷器或斷路器的組合。開關(guān)在正常負(fù)載電流下可安全開啟，而保護(hù)裝置在故障電流下可安全開啟。

2 LKJ-2000型監(jiān)控裝置類型

LKJ-2000型監(jiān)控裝置包括以下類型：①保護(hù)繼電器控制網(wǎng)絡(luò)故障部分周圍斷路器的跳閘；②自動操作設(shè)備，例如自動重新關(guān)閉或系統(tǒng)重新啟動；③監(jiān)測設(shè)備，收集系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)以進(jìn)行事后分析。

雖然這些設(shè)備的操作質(zhì)量，特別是保護(hù)繼電器的操作質(zhì)量始終是至關(guān)重要的，但考慮采用不同的策略來保護(hù)系統(tǒng)的不同部分。重要的設(shè)備可能具有完全冗余和獨(dú)立的保護(hù)系統(tǒng)，而小型分支分配線可能具有非常簡單的低成本保護(hù)。

有三種類型的保護(hù)裝置：儀器變壓器：電流或電壓（CT或VT）；中繼；斷路器具有這三個基本組件的受保護(hù)設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)包括安全性，經(jīng)濟(jì)性和準(zhǔn)確性：①安全：儀表變壓器與電力系統(tǒng)建立電氣隔離，從而為繼電器工作人員建立更安全的環(huán)境；②經(jīng)濟(jì)性：繼電器在較低級別的繼電器輸入情況下可以在結(jié)構(gòu)上更加簡單，使用成本更低；③準(zhǔn)確度：電力系統(tǒng)電壓和電流在大型工作范圍內(nèi)通過互感器準(zhǔn)確重現(xiàn)。

3 LKJ-2000型監(jiān)控裝置常見故障及解決辦法

3.1 發(fā)電機(jī)組故障

發(fā)電機(jī)組故障是指保護(hù)繼電器在防止由于內(nèi)部故障、絕緣故障或調(diào)節(jié)故障時導(dǎo)致的對交流發(fā)電機(jī)或變壓器的損壞。這種故障是不常見的，因此保護(hù)繼電器必須減少運(yùn)行。如果保護(hù)繼電器未能檢測到故障，則對交流發(fā)電機(jī)或變壓器造成的損壞可能需要昂貴的設(shè)備維修或更換，以及由于無法生產(chǎn)和銷售能源而導(dǎo)致的收入損失。

3.2 過載和備用距離（過電流）

過載保護(hù)需要電流互感器來測量電路中的電流。有兩種類型的過載保護(hù)：瞬時過流和時間過流（TOC）。瞬時過電流要求電流超過斷路器工作的預(yù)定電平。TOC保護(hù)根據(jù)電流與時間曲線運(yùn)行。根據(jù)此曲線，如果測量的電流在預(yù)設(shè)時間內(nèi)超過給定水平，斷路器或保險絲將工作。

3.3 接地故障

接地故障保護(hù)需要電流互感器并感測三相電路中的不平衡。通常三相電流是平衡的，即大小大致相等。如果一個或兩個相通過低阻抗路徑接地，其幅值將顯著增加，電流不平衡。如果這種不平衡超過預(yù)定值，則應(yīng)該操作斷路器。受限接地故障保護(hù)是一種接地故障保護(hù)，用于尋找兩組電流互感器之間的接地故障（因此僅限于該區(qū)域）。

3.4 阻抗繼電器故障

阻抗繼電器檢測電壓和電流。電路故障通常會導(dǎo)致電壓下降。如果在繼電器端測得的電壓與電流的比值（相當(dāng)于阻抗）落在預(yù)定水平內(nèi)，斷路器將工作。這意味著當(dāng)線路上出現(xiàn)故障時，將繼電器的阻抗設(shè)置與從繼電器端子到故障線路的視在阻抗進(jìn)行比較。如果確定繼電器設(shè)置低于視在阻抗，則確定故障在保護(hù)區(qū)內(nèi)。當(dāng)傳輸線路的長度太短，小于10英里時，距離保護(hù)變得更難以協(xié)調(diào)。在這些情況下，最佳的保護(hù)選擇是電流差動保護(hù)。

3.5 備用保護(hù)

斷路器或保護(hù)繼電器可能無法操作。在重要系統(tǒng)中，主要保護(hù)失敗通常會導(dǎo)致備份保護(hù)的運(yùn)行。遠(yuǎn)程備用保護(hù)通常會刪除受影響和未受影響的設(shè)備，以清除故障。本地備用保護(hù)將移除工廠的受影響項(xiàng)目以清除故障。

4 保護(hù)裝置協(xié)調(diào)

保護(hù)裝置協(xié)調(diào)是確定發(fā)生異常電氣條件時電流中斷的“最佳配合”時間的過程。目標(biāo)是盡可能減少停機(jī)。歷史上，保護(hù)裝置協(xié)調(diào)是在半透明的對數(shù)記錄紙上完成的。現(xiàn)代方法通常包括詳細(xì)的計(jì)算機(jī)分析和報告。保護(hù)協(xié)調(diào)也通過將電力系統(tǒng)劃分為保護(hù)區(qū)來處理。如果某個區(qū)域發(fā)生故障，將執(zhí)行必要的操作將該區(qū)域與整個系統(tǒng)隔離。發(fā)電機(jī)、母線、變壓器、輸配電線路和電動機(jī)的區(qū)域定義。另外，區(qū)域具有以下特征：區(qū)域重疊，重疊區(qū)域表示斷路器，并且具有故障的給定區(qū)域中的所有斷路器將斷開以隔離故障。重疊區(qū)域由兩套儀表變壓器和每個斷路器的繼電器產(chǎn)生。它們旨在用于冗余以消除未受保護(hù)的區(qū)域；然而，重疊區(qū)域被設(shè)計(jì)為盡可能小，使得當(dāng)重疊區(qū)域中發(fā)生故障并且包含故障的兩個區(qū)域被隔離時，盡管有兩個區(qū)域，但服務(wù)中丟失的電力系統(tǒng)的扇區(qū)仍然很小。

5 干擾監(jiān)測設(shè)備

干擾監(jiān)測設(shè)備（DME）監(jiān)測并記錄與故障相關(guān)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)。DME完成三個主要目的：模型驗(yàn)證；干擾調(diào)查；評估系統(tǒng)保護(hù)性能。

DME設(shè)備包括：事件記錄器的序列，記錄設(shè)備對事件的響應(yīng)；故障錄波器，記錄系統(tǒng)一次電壓和電流的實(shí)際波形數(shù)據(jù)；動態(tài)擾動記錄器（DDR）記錄動態(tài)事件過程中描述電力系統(tǒng)行為的事件，如低頻（0.1～3Hz）振蕩和異常頻率或電壓偏移。

6 結(jié)語

本文對LKJ-2000型監(jiān)控裝置的特點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)，并分析LKJ-2000型監(jiān)控裝置常見故障類型，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)提出了故障解決策略，希望能促進(jìn)LKJ-2000型監(jiān)控裝置的良好、穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]徐國慶.職業(yè)教育原理[M]．上海：上海教育出版社，2017．

[2]姜大源.職業(yè)教育學(xué)研究新論[M]．北京：教育科學(xué)出版社，2017．