淺析電氣繼電保護裝置的運行維護與檢修

高瑞峰

摘要：隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，電力系統(tǒng)越來越龐大，越來越復雜。作為電氣系統(tǒng)的“守護神”，繼電保護的重要性進一步凸顯。目前，電氣系統(tǒng)因繼電保護故障而引起的事故逐漸上升，給經(jīng)濟造成巨大的損失，而且也給電網(wǎng)的安全構(gòu)成了威脅。為了避免發(fā)生上述問題，必須提高電力系統(tǒng)中繼電保護設備的可靠性和安全性。因為檢修和維護電力系統(tǒng)中的繼電保護設備是一項專業(yè)性強且非常復雜的工作，所以相關的技術人員必須高度重視繼電保護設備的維護和檢修工作，從而保證電力系統(tǒng)能夠穩(wěn)定地運行。本文就電氣繼電保護裝置的運行維護與檢修進行了淺析。

關鍵詞：電氣繼電保護裝置;運行維護;檢修

一、電氣繼電保護裝置的應用與構(gòu)成

所謂繼電保護：指研究電力系統(tǒng)故障和危及安全運行的異常工況，以探討其對策的反事故自動化措施。基本任務是：當電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常工況時，在可能實現(xiàn)的最短時間和最小區(qū)域內(nèi)，自動將故障設備從系統(tǒng)中切除，或發(fā)出信號由值班人員消除異常工況根源，以減輕或避免設備的損壞和對相鄰地區(qū)供電的影響。主要有以下幾種應用：

1） 線路保護

2） 主變壓器保護

3） 電容器保護

4） 電動機保護

繼電保護裝置分為傳統(tǒng)繼電保護和微機繼電保護兩種。

傳統(tǒng)繼電保護裝置的原理是：使輸入的電流、電壓信號直接在模擬量之間進行比較和運算處理，使模擬量與裝置中給定的機械量（如彈簧力矩）或電氣量（如門檻電壓）進行比較和運算處理，決定是否跳閘。

微機繼電保護的工作原理是：當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，故障電氣量通過模擬量輸入系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，然后送入計算機的中央處理器，對故障信息按相應的保護算法和程序進行運算，且將運算的結(jié)果隨時與給定的整定值進行比較，判別是否發(fā)生故障。一旦確認區(qū)內(nèi)故障發(fā)生，根據(jù)開關量輸入的當前斷路器和跳閘繼電器的狀態(tài)，經(jīng)開關量輸出系統(tǒng)發(fā)出跳閘信號，并顯示和打印故障信息。

目前的繼電保護主要由微機保護來實現(xiàn)，微機保護是電力系統(tǒng)繼電保護的發(fā)展方向，它具有高可靠性，高選擇性，高靈敏度。

微機保護由硬件和軟件兩部分組成。

通常微機保護的硬件電路由六個功能單元構(gòu)成，即數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、微機主系統(tǒng)、開關量輸入輸出電路、工作電源、通信接口和人機對話系統(tǒng)。

微機保護的軟件由初始化模塊、數(shù)據(jù)采集管理模塊、故障檢出模塊、故障計算模塊、自檢模塊等組成。

二、電氣繼電保護裝置的基本要求

電氣繼電保護裝置為了完成它的任務，必須在技術上滿足選擇性、速動性、靈敏性和可靠性四個基本要求。

1）選擇性

選擇性就是指當電力系統(tǒng)中的設備或線路發(fā)生短路時，其繼電保護僅將故障的設備或線路從電力系統(tǒng)中切除，當故障設備或線路的保護或斷路器拒動時，應由相鄰設備或線路的保護將故障切除。

2）速動性

速動性是指繼電保護裝置應能盡快地切除故障，以減少設備及用戶在大電流、低電壓運行的時間，降低設備的損壞程度，提高系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性。

故障切除時間包括保護裝置和斷路器動作時間，一般快速保護的動作時間為0.04s～0.08s，最快的可達0.01s～0.04s，一般斷路器的跳閘時間為0.06s～0.15s，最快的可達0.02s～0.06s。

3）靈敏性

靈敏性是指電氣設備或線路在被保護范圍內(nèi)發(fā)生短路故障或不正常運行情況時，保護裝置的反應能力。

能滿足靈敏性要求的繼電保護，在規(guī)定的范圍內(nèi)故障時，不論短路點的位置和短路的類型如何，以及短路點是否有過渡電阻，都能正確反應動作，即要求不但在系統(tǒng)最大運行方式下三相短路時能可靠動作，而且在系統(tǒng)最小運行方式下經(jīng)過較大的過渡電阻兩相或單相短路故障時也能可靠動作。

系統(tǒng)最大運行方式：被保護線路末端短路時，系統(tǒng)等效阻抗最小，通過保護裝置的短路電流為最大運行方式;

系統(tǒng)最小運行方式：在同樣短路故障情況下，系統(tǒng)等效阻抗為最大，通過保護裝置的短路電流為最小的運行方式。

保護裝置的靈敏性是用靈敏系數(shù)來衡量。

4）可靠性

可靠性包括安全性和信賴性，是對繼電保護最根本的要求。

安全性：要求繼電保護在不需要它動作時可靠不動作，即不發(fā)生誤動。

信賴性：要求繼電保護在規(guī)定的保護范圍內(nèi)發(fā)生了應該動作的故障時可靠動作，即不拒動。

繼電保護的誤動作和拒動作都會給電力系統(tǒng)帶來嚴重危害。

以上四個基本要求是設計、配置和維護繼電保護的依據(jù)，又是分析評價繼電保護的基礎。這四個基本要求之間是相互聯(lián)系的，但往往又存在著矛盾。因此，在實際工作中，要辯證地進行統(tǒng)一。

三、電氣繼電保護裝置的維護措施

1）定期檢查二次回路絕緣，防止直流接地

繼電保護裝置一般采用直流電源。在檢查繼電保護裝置時，定期進行絕緣試驗，檢查異常發(fā)熱情況，確保繼電保護裝置電源正常工作。一旦直流電源接地，正接地會造成保護裝置拒動，負接地將會造成保護裝置誤動。正負電源兩點同時接地，還會造成整個直流系統(tǒng)崩潰，使整個控制系統(tǒng)失去電源。

2）定期進行傳動試驗，保證二次回路的正確性

必須定期對繼電保護裝置調(diào)校，檢查各種信號指示，定期進行傳動試驗，確保二次回路接線的正確性。新設備投運，必須檢查圖紙要與實際布線一致。在進行二次回路改造時，要嚴格審核，一定要避免造成“寄生回路”。改造完成后，必須同步對圖紙進行更新。

3）定期TA、TV 二次回路檢查

保護屏每個部件，控制面板和接線端子的螺釘緊固必須作為日常任務來實施。尤其應定期檢查TA、TV 二次回路，確保接線緊固、正確，有且只有一點接地。并且用繼電保護測試儀整組測試輸入的電壓和電流，保證繼電保護裝置的采樣精度。TA、TV 是繼電保護裝置的輸入，一旦出現(xiàn)問題，所有的保護都將失去意義。

4）定期保護定值檢查

保護定值是保護動作的依據(jù)，是動作與否的門檻，必須加強對保護定值的管理，設置合理的權限，無關人員禁止改動保護定值和壓板。根據(jù)電力系統(tǒng)的變化情況，要適時對電力系統(tǒng)進行短路計算，合理配置投入的保護類型，計算適合的保護定值。并且定期對保護定值和保護壓板進行核查，防止誤操作。

四、電氣繼電繼電保護裝置故障檢修

電力系統(tǒng)繼電保護的故障處理方法

1） 短路法。短路法主要適用于電磁鎖異常、電氣線路的開路狀態(tài)障礙、調(diào)節(jié)繼電器不能正常工作等狀況，短路法是在障礙設備的兩端連接導線，進行人為短路的操作，在短路操作之后如果電力系統(tǒng)的運行狀況仍然正常，那么就能夠確定在短路區(qū)域內(nèi)發(fā)生了設備故障，然后按照同樣的方法對不同區(qū)域進行逐一排查，最終找到發(fā)生故障的區(qū)域并及時將其解決。

2） 開路法。所謂“開路法”就是將某些接口或電路中某個關鍵點斷開，通過觀察斷開后繼電保護裝置的反映，從而確定故障范圍或故障點的一種方法。開路法適用于電氣多支路交聯(lián)電路，將各支路逐步的從電路中斷開，再逐步的通電試驗，分段分析，一步步縮小故障范圍，確定故障點，排除故障。

3） 觀察法。相關工作人員應該全面地掌握繼電保護裝置的工作流程和思想，這樣在其發(fā)生故障時能夠快速確定發(fā)生故障的范圍，然后再觀察這些部件是否能正常運行，從而最終確定發(fā)生故障的部件。在維護繼電保護裝置的時候，應該通過觀察其形狀、外觀等來確定其是運行狀況是否正常。對可能發(fā)生故障的元器件確認其是否有發(fā)焦發(fā)黃或者燒糊的情況，也可以用手感覺元器件上的溫度是否正常，通過這些方式都可以快速確定發(fā)生故障的元件并及時將其更換，從而有效地排出了故障。

4） 替換法。相關工作人員在找到發(fā)生故障的元器件之后，如果這些元器件的拆裝比較方便，那么就可以直接用同樣型號的元器件將其替換，替換法是一種常見的處理故障的方法。對于個別回路比較復雜的繼電保護裝置，可以通過用備用元器件將可能存在故障的元器件替換掉的方法來進行故障排除，使排查范圍逐步縮小，若故障消除就能夠確定該元器件是故障器件，反之則需要進一步排查。

結(jié)語：合理應用繼電保護能夠切實有效的提高生產(chǎn)效率，減少電力安全事故的發(fā)生幾率，一旦電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，繼電保護能夠準確的將故障切除，防止事故的進一步擴大。繼電保護裝置的實際情況是復雜的，在實際工作過程中會遇到較多的困難，需要長期積累相關經(jīng)驗才能保證電力繼電保護裝置處于良好的工作狀態(tài)，達到保護電力系統(tǒng)安全的效果。

參考文獻

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