電氣主設(shè)備繼電保護(hù)中常見的問題及措施

劉 卓

（中核遼寧核電有限公司，遼寧葫蘆島 125112）

0 引言

電力行業(yè)作為關(guān)系國計民生的重點行業(yè)，在長期的發(fā)展過程中要關(guān)注供配電的穩(wěn)定性，提高供配電質(zhì)量。電氣主設(shè)備一旦出現(xiàn)了異常情況，將會影響正常的供配電。作為電氣主設(shè)備中的重要構(gòu)成部分，繼電保護(hù)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對故障的快速識別與處理，能夠最大程度上恢復(fù)電氣主設(shè)備的正常運(yùn)行。因此，有關(guān)人員需提高電氣主設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性，就需要在日常工作中有效處理繼電保護(hù)的各種問題，做好潛在問題的預(yù)防與控制。

1 電氣主設(shè)備繼電保護(hù)裝置常見的問題

1.1 繼電保護(hù)裝置的內(nèi)部問題

繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成復(fù)雜，內(nèi)部包括各種零部件，如鉚釘?shù)取Ｔ谑褂眠^程中，內(nèi)部的鉚釘如果出現(xiàn)松動或變形且沒有及時處理，將會導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置異常運(yùn)轉(zhuǎn)，而一旦電力系統(tǒng)偏離了正常的運(yùn)行狀態(tài)，繼電器將無法發(fā)揮其保護(hù)作用，只能起到異常警報的作用。繼電保護(hù)裝置內(nèi)涉及多個參數(shù)，如高低溫參數(shù)的設(shè)置將會造成繼電保護(hù)的機(jī)械振動效應(yīng)明顯。此外，如果定值設(shè)計不科學(xué)，將會造成繼電保護(hù)裝置的越級跳閘，出現(xiàn)重點電力事故。通常情況下，為維持系統(tǒng)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，往往會將配電線中的進(jìn)線與出線限流的時間差控制在0.05 s[1]。總之，繼電保護(hù)裝置的線圈松卷等內(nèi)部問題都會引起電氣主設(shè)備的異常運(yùn)行。

1.2 電流互感器飽和對繼電保護(hù)的影響

電力系統(tǒng)的構(gòu)成相對復(fù)雜，為滿足安全、可靠運(yùn)行的要求，在線路出口處的短路電流相對較小，如果是同一線路，出口線路處的短路電流大小設(shè)計方面，一般要考慮系統(tǒng)的規(guī)模大小、運(yùn)行方式。總體來看，系統(tǒng)短路電流與系統(tǒng)規(guī)模之間有著緊密聯(lián)系，系統(tǒng)規(guī)模越大、系統(tǒng)短路電流也越大，甚至有時系統(tǒng)的短路電流會達(dá)到電流互感器一次額定電流的幾百倍。短路電流中大量非周期分量的存在，使得電流互感器可以快速飽和，出現(xiàn)線路短路故障時電流互感器飽和感應(yīng)到二次側(cè)電流的值非常小甚至為零。這種情況下繼電保護(hù)會出現(xiàn)拒動情況，故障難以在短時間內(nèi)得到有效處理，故障范圍大、時間長。

1.3 繼電保護(hù)裝置觸點不能保持穩(wěn)定

繼電保護(hù)裝置在進(jìn)行負(fù)荷切換時，電接觸零件被稱為觸點，觸點的裂開、松動與尺寸位置等會影響繼電保護(hù)裝置接觸的穩(wěn)定性。而在實際操作與運(yùn)行過程中，觸點與簧片的尺寸不匹配、操作過程中對鉚壓力的調(diào)節(jié)不當(dāng)、觸點壓力過大等都會造成觸點松動現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)運(yùn)行問題[2]。

1.4 勵磁涌流引起的保護(hù)動作離散度大、保護(hù)動作延遲

繼電保護(hù)裝置運(yùn)行過程中，兩折線、三折線與采樣值的應(yīng)用相對較多，在系統(tǒng)運(yùn)行時一旦出現(xiàn)相應(yīng)的線路故障，繼電保護(hù)裝置可以立即通過對線路中涌流波形、電流波形的分析結(jié)果來判定系統(tǒng)中是否存在線路故障情況。通常情況下，存在涌流波形與電流波形時可以判定線路存在短路故障，這種情況下繼電保護(hù)裝置將會出現(xiàn)保護(hù)動作離散性大、動作延遲的現(xiàn)象。

2 電氣主設(shè)備繼電保護(hù)常見的解決措施

2.1 加強(qiáng)繼電器檢查

繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行與使用過程中，其異常情況常常是由裝置內(nèi)部問題引起，因此，相關(guān)電力人員在實際工作中必須要重視和加強(qiáng)對繼電保護(hù)裝置內(nèi)部問題的處理。首先，相關(guān)部門與人員在日常工作中要加強(qiáng)對繼電保護(hù)裝置的檢查，在檢查過程中要遵循相應(yīng)的檢查順序，通過試驗檢測來進(jìn)行細(xì)節(jié)問題的判定，最后要通過整組試驗與電流回路流試驗來進(jìn)行裝置的綜合評估[3]。在試驗結(jié)束以后，最好保持裝置零部件、定值等的固定性。繼電保護(hù)裝置運(yùn)行時，跳閘現(xiàn)象的出現(xiàn)會影響電氣主設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，這時相關(guān)人員需要對繼電保護(hù)裝置的定值加以重新設(shè)定，將進(jìn)、出線中的過流間隔時間加以嚴(yán)格控制、電力人員需在日常的工作中加強(qiáng)對繼電保護(hù)裝置的檢查，檢查裝置是否存在零部件的松動等現(xiàn)象，一旦在檢查過程中發(fā)現(xiàn)存在相應(yīng)的問題，要立即進(jìn)行相應(yīng)的處理，及時更換零部件。

2.2 確保定值區(qū)正確

定值區(qū)的確定對于繼電保護(hù)功能的實現(xiàn)具有現(xiàn)實意義，因此，有關(guān)人員必須要在電氣主設(shè)備繼電保護(hù)的過程中，采取相應(yīng)的措施來進(jìn)行定值的確定。具體來說，在有關(guān)人員對后設(shè)定值修改的過程中，需對要打印的設(shè)置值加以列表和編排定值區(qū)號，并在此過程中注明設(shè)備的名稱、修改人員信息、日期，在繼電保護(hù)工作表中標(biāo)注固定值，保障設(shè)置的正確性。

2.3 注意繼電保護(hù)裝置的接地情況

繼電保護(hù)裝置對于接地的要求非常高，為保障繼電保護(hù)裝置的可靠運(yùn)行，有關(guān)人員在實際的工作過程中，檢查保護(hù)屏銅排的接地連接是否正確，如果部分導(dǎo)線或者銅排接地網(wǎng)需更為可靠的緊固處理，相關(guān)人員在此過程中必須要對接地電阻與絕緣臺試驗加以確認(rèn)，以保障其能夠符合安全性的要求。

2.4 避免電流互感器飽和的方法

為了提高繼電保護(hù)的可靠性，需盡量避免電流互感器的保護(hù)，主要從以下方面來進(jìn)行：盡量減小電流互感器的二次負(fù)載阻抗，使得計量和繼電保護(hù)在共用電流互感器的過程中，不需要過度加大二次電纜截面、縮短二次電纜長度；自動化程度高、綜合性強(qiáng)的變電所，應(yīng)盡量選用測控與保護(hù)相結(jié)合的線路產(chǎn)品，有效降低二次回路阻抗，避免出現(xiàn)電流互感器過度飽和的現(xiàn)象；在選擇電流互感器的過程中避免變比過小，而需要充分考慮一些其他的因素[4]。

2.5 改進(jìn)勵磁涌流引起的保護(hù)動作不合要求措施

電氣主設(shè)備在運(yùn)行過程中出現(xiàn)系統(tǒng)故障時，會伴隨著明顯的勵磁涌流波形。勵磁涌流波形通常會隨著時間變化出現(xiàn)明顯變化，在故障發(fā)生的最初階段其涌流峰值最高，隨后逐步減小。為改變這一狀況，可以適當(dāng)延長電流速斷的保護(hù)時間，來避免勵磁涌流對繼電保護(hù)裝置的不利影響。

3 繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1 故障分析技術(shù)

近年來，為有效發(fā)揮繼電保護(hù)裝置對電力系統(tǒng)的保護(hù)作用，很多的電氣主設(shè)備會逐步應(yīng)用先進(jìn)的繼電保護(hù)技術(shù)，如故障分析技術(shù)用來解決繼電保護(hù)裝置運(yùn)行中的諸多問題。采用故障分析技術(shù)后，在故障發(fā)生的瞬間繼電保護(hù)裝置會立即啟動故障錄波功能，及時記錄繼電保護(hù)裝置故障發(fā)生的全過程。繼電保護(hù)裝置將收集到的相關(guān)信息傳輸給繼電保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)后，系統(tǒng)會自動進(jìn)行相應(yīng)的信息分析，進(jìn)而確定故障原因與類型，選用最佳的故障處理方式。

3.2 網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)

隨著信息時代的到來，繼電保護(hù)裝置的設(shè)計水平也大大提高，逐漸融入了信息化與網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷進(jìn)步及其在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，電力企業(yè)越來越重視對計算機(jī)操作機(jī)械設(shè)備的使用，有效提升了網(wǎng)絡(luò)化水平和電力企業(yè)的工作效率、質(zhì)量。在電氣主設(shè)備繼電保護(hù)裝置的管理與操作方面，同樣可以利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，來構(gòu)建專門的電氣主設(shè)備保護(hù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中實時采集、處理與分析各種信息比例如，電力企業(yè)在建立主設(shè)備保護(hù)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)以后，可以實現(xiàn)主設(shè)備保護(hù)的通信功能，這樣就能完成相應(yīng)的通信，實現(xiàn)對主設(shè)備繼電保護(hù)裝置的動作管理、故障數(shù)據(jù)采集與處理等。

3.3 自適應(yīng)技術(shù)

自適應(yīng)技術(shù)也是信息經(jīng)濟(jì)時代的技術(shù)產(chǎn)物，其在電氣主設(shè)備繼電保護(hù)中的應(yīng)用，可以提高繼電保護(hù)裝置對電力系統(tǒng)的適應(yīng)性，無論電力系統(tǒng)如何變化，繼電保護(hù)裝置都能快速適應(yīng)這種變化，發(fā)揮繼電保護(hù)裝置的保護(hù)功能。隨著技術(shù)的進(jìn)步，當(dāng)前機(jī)電保護(hù)裝置的自適應(yīng)功能大大提升，比如變斜率利率的差動保護(hù)中有制動功能，充分體現(xiàn)了自適應(yīng)技術(shù)的優(yōu)勢。由于自適應(yīng)保護(hù)技術(shù)的先進(jìn)性，在電力行業(yè)必將具有廣闊的技術(shù)發(fā)展前景。

3.4 數(shù)字化與智能化技術(shù)

近年來，電氣主設(shè)備繼電保護(hù)裝置雖然得到了廣泛應(yīng)用，但是其在運(yùn)行過程中存在著這樣、那樣的問題。因此，必須應(yīng)用數(shù)字化、智能化技術(shù)，來提高繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性，保障電氣主設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。另外，這些技術(shù)還能提高繼電保護(hù)裝置對故障的識別、判定與處理，將故障影響降至最小。

4 結(jié)束語

隨著電氣主設(shè)備在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，為提高設(shè)備、系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，相關(guān)部門與人員在工作過程中必須要切實加強(qiáng)繼電保護(hù)裝置的性能與功能提升，以發(fā)揮其在電氣主設(shè)備故障識別與處理方面的應(yīng)有作用，為電力系統(tǒng)創(chuàng)造相對安全、穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境。