發電廠繼電保護裝置的故障探討

葉志蓉

【摘 要】發電廠是電能生產的重要基地，為社會生產及人們生活用電提供了電能，維持社會正常的供電狀態。隨著近年來電力事業的快速發展，發電企業對自身要求不斷提高，對設備穩定性和安全性要求也不斷提高，在生產過程中由于設備老化等原因，導致發電企業裝置誤動，或是短路等故障不斷發生。在發電廠中的繼電保護裝置可以起到隔離保護的作用，確保發電廠運行安全，對電廠設備運行情況進行全面監督，對設備異常狀況進行監控。在發電廠發展過程中，其規模不斷擴大，而繼電保護裝置的作用也逐漸反應出來。本文就對發電廠繼電保護裝置的故障處理問題進行探討與分析。

【關鍵詞】發電廠；繼電保護裝置；故障處理

中圖分類號： TM774；TM62 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）09-0128-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.09.059

Discussion on failure of relay protection device in power plant

YE Zhi-rong

（Sichuan Xiaojinchuan Hydropower Development Co.，Ltd.，Aba Sichuan 624299，China）

【Abstract】The power plant is an important base for the production of electricity.It provides electricity for social production and people's livelihood，and maintains normal social power supply.With the rapid development of the electric power industry in recent years，power generation companies have continuously increased their own requirements，and the requirements for equipment stability and safety have also been increasing.In the production process，due to equipment aging and other reasons，the power generating equipment has been mis-operated or short-circuited.Such failures continue to occur.The relay protection device in the power plant can play the role of isolation and protection，ensure the safety of the power plant operation，conduct comprehensive supervision on the operation of the power plant equipment，and monitor the abnormal conditions of the equipment.In the process of power plant development，its scale has continued to expand，and the role of relay protection devices has gradually reflected.This paper discusses and analyzes the fault handling of relay protection devices in power plants.

【Key words】Power plant；Relay protection device；Troubleshooting

在電力系統運行過程中，會由于不恰當操作，電氣設備絕緣損壞或是在外力作用下遭到破壞等多種原因，導致運行狀態異常，或引發短路故障。電廠的重大事故不僅會引發大規模停電，同時也會導致火力發電廠系統穩定性遭到破壞，從而使系統解列。因此在電力系統發生故障問題時，需要采取及時有效的措施加以解決，避免產生重大損失問題[1]。當電力系統運行中出現運行狀況異常，繼電保護裝置可以及時發出警報信號，通知給值班人員，進行快速處理；在事故發生時，繼電保護裝置可以自動切除故障，限制事故發生的范圍。因此，為了維持電力系統運行正常，就要定期對發電廠繼電保護裝置進行有效檢測。

1 發電廠繼電保護裝置

在發電廠的日常運行中繼電保護裝置主要是為發電廠運行的安全性與穩定性提供保障，從某種程度上也對國家經濟發展產生影響。根據我國發電廠當前情況來看，發電廠主要存在兩種發電形式，即火力發電與力發電，如在發電廠中采用繼電保護裝置，就可以實現對電力系統的保護，在發電廠設備運轉過程中一旦出現故障或是異常情況，繼電保護裝置可以在第一時間內接收到設備異常信號，并將發出異常信號的故障設備進行排查，通過將故障設備與總電源系統進行隔離的方式來降低故障對設備的影響和損壞，確保電力系統運行安全。

在發電廠系統運行過程中，容易受到外在多方面因素的影響，其中雷雨天氣對信號的傳輸帶來嚴重的影響，同時也會對繼電保護裝置產生較大的影響，根據不同的雷擊形式，繼電保護設備也會受到不同程度影響，如在發電廠設備接地位置發生雷擊，在雷擊過程中的高頻電流會直接導致發電廠接地網絡電位快速升高，在高阻抗環境下，繼電保護裝置報故障錯誤率會明顯提高，對繼電保護裝置準確性與穩定性帶來直接的影響[2]。除了在雷雨天氣下對繼電保護裝置帶來影響，其次還會因隔離開關工作緩慢，導致在開關觸點間電弧產生高頻電流或電壓，進而也會影響到繼電保護裝置的操作。如發生接地事故，則會出現大量設備運行狀況異常的情況，如發生電流回路事故，引起短時間斷電，對繼電保護裝置靈敏度與穩定性都會造成影響。

2 繼電保護裝置常見故障類型

在電力系統中繼電保護裝置具有重要的作用和影響，可以有效處理電力系統的故障問題，但在多方面因素影響下，繼電保護裝置的安全性與穩定性也會受到影響，在繼電保護裝置工作狀態下也會經常出現故障問題，導致繼電保護裝置失效，對設備帶來重大的影響和損害，在發電廠中常見的繼電保護裝置故障類型有多種，如裝置元件故障，一旦發現裝置元件故障則會直接導致保護裝置失效，難以為電力系統的運行提供保障。在繼電保護裝置中其常見的元件故障為電流互感器故障，在繼電保護裝置中電流互感器作為一種重要元件，在發生故障時會使裝置內部電流瞬間增加，從而對裝置帶來嚴重的電流干擾，或造成保護裝置燒壞，使繼電保護裝置失效[3]。第二，絕緣故障，在繼電保護裝置中其內部與外部的絕緣設計良好，避免裝置元件受到電磁干擾而導致損壞。但在繼電保護裝置長期使用過程中，不可避免的會受到環境侵蝕破壞，從而造成絕緣老化的問題，使裝置的絕緣能力降低，使繼電保護裝置失效。第三，受干擾故障。由于繼電保護裝置工作環境較為特殊，有大量電磁波，在日常工作中裝置內的電子元件會受到電磁波干擾，從而對裝置正常工作帶來影響，使裝置失效。此外，在較強的靜電干擾下也會導致裝置內部電子元件損壞，使裝置失效，也會對繼電保護裝置的保護效果帶來影響。第四，系統設置故障。目前在發電廠中所使用的繼電保護裝置可以自動保護，在裝置安裝之前設計人員與技術人員已經在裝置自動控制系統中設置一定程序，設備在工作中可以根據相應的程序來實現對電力系統的保護，但在實際運行中這些因程序設置錯誤導致裝置發生故障的問題也較為常見。第五，產品質量問題[4]。在部分發電企業中因過度降低采購成本，所購買的繼電保護裝置的質量不合格，導致在使用中裝置出現質量問題，難以實現對電力系統的保護，并對電力系統其他設備的正常使用和運行帶來了一定的影響。

3 發電廠繼電保護裝置故障維修與解決措施

3.1 發電廠繼電保護裝置故障維修方法

3.1.1 替換法

在繼電保護裝置發生故障問題時，替換法是最為直接和最常用的一種維修方法，即檢修人員找出故障線路或是元器件，直接替換上新的線路或是元器件，確保壯志在最短時間內恢復正常運轉。在實際操作過程中維修人員通常采用這種方式在裝置故障檢查中觀察是否是元器件損壞所導致，也就是說，在替換新的元器件后，如發電系統運行恢復正常，則說明故障問題是由于元器件損壞所導致，從而縮短了故障解決的時間，提高檢修工作效率。

3.1.2 參照法

在檢修過程中如果繼電保護裝置檢測結果與設想檢測值之間存在較大的差距，并且難以通過直接替換元器件的方式來解決故障問題，維修人員就應該采用參照法來進行故障設備的排查工作[5]。在電力系統正常運行的工作狀態下，結合統計的裝置詳細參數信息和工作狀態，將其和設備實際測量結果進行比較，從而對故障區域進行大致劃分，實現對故障的針對性排查。

3.1.3 線路短路

在設備的實際檢修過程中，檢修人員通常會采用人為短路的方式來明確故障區域是否存在短接，在故障發生時采用這種方式可以在最短時間內明確需要排查區域，從而提高故障檢修效率，在裝置檢修過程中得到廣泛使用。

3.2 發電廠繼電保護裝置故障解決措施

在電力系統運行中繼電保護裝置發揮著重要的作用，主要是對電力系統運行情況進行監視，一旦電力系統運行過程中出現異常情況或是發生故障，繼電保護裝置則會立即啟動。在設備發生故障后，繼電保護裝置會根據設計程序對異常運轉信號及相關數據進行分析，在短時間內切斷電源，或是發布警報信號[6]。因此繼電保護裝置大部分的工作狀態是處于靜止的，并是由靜止向高速運轉變化的過程，因此對于繼電保護裝置的檢修工作也提出了更高的要求，實現裝置運行狀態快速運轉的技能。

3.2.1 加強裝置質量檢驗工作

繼電保護裝置的質量與性能也會對裝置保護效果有著密切的聯系，因此在裝置采購和制造，以及在裝置的安裝調試過程中都需要對裝置的質量進行嚴格把關，并堅持質量達標與經濟高效性原則來對繼電保護裝置及其元器件進行合理選擇，加強對新裝置的分級驗收工作，通過檢查與試驗等方式從源頭上加強對裝置質量的保障[7]。在電磁性保護裝置中，其中轉動構件軸尖錐度應確保光潔、精確，其節點要求鍍銀，在裝置確認合格并得到規范安裝后，應由技術部門、運行部門與檢修部門來共同對裝備進行調試，以便于及時發現存在的缺陷，得到有效處理，在確認其符合質量要求后方可投入使用。

3.2.2 嚴格遵循操作規范執行

為了避免在繼電保護裝置中因人為因素對設備運行狀態造成影響，導致設備運行不通暢，就應該嚴格遵循相關操作規范，操作人員應全面掌握電力系統繼電保護工作原理，并明確二次圖紙，對繼電器進行復核，遵循繼電保護工作制度及操作規范，不斷總結以往的工作經驗和教訓，提高專業操作水準。如在啟動連跳其他保護開關時，應退出出口壓板，在利用旁路開關代替局部線路時，其保護定制應與原有線路參數保持一致，在采用母聯開關來代替開關線路時，需要切換CT端子[8]。另外，在PT檢修的過程中，應由繼電人員對電壓進行監視，來連接節點和方向元件。在替代停保時應杜絕直流電源停止，尤其是在實際工作中應向繼電保護人員學習相關注意事項，通過不斷積累經驗與教訓，減少人為因素對裝置運行帶來影響。

4 結語

總而言之，在發電廠的正常運行過程中繼電保護裝置發揮著重要的作用，是系統運行的保障，為發電系統運行安全提供基礎。但在實際操作過程中，由于繼電保護裝置在長期使用中受到多方面因素影響，導致設備在運行中出現各種故障問題，對發電廠的安全帶來影響，甚至威脅到國家經濟發展。因此加強對繼電保護裝置的檢修工作十分重要，應定期對設備進行檢修，解決設備在運行中的故障問題。另外，在繼電保護裝置采購過程中應加強對裝置的質量檢驗工作，確保其質量合格，在工作中要求工作人員嚴格遵循相關操作規范，避免因人為因素導致故障問題發生，確保電力系統運行的安全性與穩定性，滿足發電廠的需求。

【參考文獻】

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[3]白宇.分析電廠繼電保護系統可靠性的影響因素及提升途徑[J].城市建設理論研究（電子版），2017（11）：192+194.

[4]白瑞珍.電廠繼電保護系統可靠性的影響因素及提升途徑[J].科技創新與應用，2016（27）：195.

[5]吉洪.影響火力發電廠繼電保護可靠性因素分析及改善措施[J].電子世界，2014（14）：315-316.

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[7]曹健鋒，蘇日圖.繼電保護及故障信息管理系統在電廠中的應用分析[J].科技傳播，2013，5（05）：110+106.

[8]王智濤.繼電保護及故障信息管理系統在電廠中的應用[J].電力建設，2012，33（02）：92-95.