電力繼電保護故障的檢測及其維修析

孫洪濤 王喆 李永欽

摘 要：現階段，智能變電站新技術廣泛應用，而繼電保護運維技術發展相對滯后。為了適應電網建設發展的需要，該技術針對目前繼保運檢工作中存在的難題，設計了故障快速分析、定值壓板遠程巡檢和電源遠程管控的功能并進行了應用推廣。結果表明：該技術增強了繼電保護運檢工作的自動化、智能化水平，減輕了運檢人員的工作負擔，提高了繼電保護設備運檢工作的管理水平和工作效率。

關鍵詞：電力繼電保護故障;檢測;維修解析

引言

當設備運行時，繼電保護最容易發生故障，如何降低繼電故障的發生率，并正確地判斷故障發生的位置、類型，及時采取何種有效措施，提高電廠的運行效率，避免事故的發生，是本次研究的重點。

1常見故障原因分析

1）干擾。微機的保護能力差最容易引起干擾問題，不能保障繼電器的完善輸出，當其他的通信設備出現在保護屏上時，就會產生干擾，導致繼電器發生故障。通信設備在電廠發電的應用中，邏輯元件容易被燒毀，從而發出錯誤的指令，就會使繼電設備不能正常運行。2）人為原因造成的定值錯誤。在人工設定時，由于個人的操作技巧，操作方式出錯，這就會形成錯誤的操作指令，指令錯誤，導致系統接收后，也發出錯誤命令。3）高頻信號故障。高頻信號發射機的生產缺乏統一的技術規范，每個企業的生產成本不同導致其發射機的質量差異較大，其故障出現率也不盡相同。4）CT飽和。設備運行時，如果CT出現故障后，就會出現電流流動加劇現象，從而引起線路短路，造成CT飽和，使繼電保護系統的運行出現障礙。5）插件的絕緣問題。在整個保護系統中，線路設置容易出現障礙，其技術要求含量高，材質差別也很大，非常容易產生靜電現象，設備長時間運行時，插件上由于絕緣性問題，容易發生漏電現象，甚至出現短路，引起整個設備運行故障。

2關鍵技術

2.1故障快速分析

故障分析是繼電保護遠程運維管控技術的核心技術之一。首先，主站接收到子站中保護裝置和故障錄波器監測的實時數據。該技術在此基礎上通過數據篩選和融合處理得到直接反映故障特征的有效信息，從而實現故障定位和故障分析的功能。（1）信息融合技術信息融合技術是一門研究多源信息綜合處理的技術。該技術在接收多個信息源數據的基礎上，通過一定準則下進行互聯、相關、估計和組合操作，以完成之后的分析任務。信息融合技術用于變電站的信息系統中需要滿足2個基本條件：信息采集的可得性和信息處理的實時性。目前，變電站的自動化信息系統主要是采用過程總線將設備層和間隔層進行連接的方法，從而將所有的數據通過匯總到總線上實現實時共享的功能。一方面，站內的智能傳感器可以將相關輔助節點的位置信號快速傳送到總線上進行實時監測。另一方面，由于過程總線技術具實時性能好的優勢，主站可以得到變電站內相關設備的實時數據。綜上，目前的變電站自動化信息系統已經滿足了信息融合技術的基本要求。（2）故障初判對主站收到的實時錄波數據進行故障初判。判斷依據為是否存在模擬突變量。如果存在模擬量的突變，則初步判斷為故障信息，該數據將會分類于“故障”數據區內，供監控人員查看以進行下一步的故障定位和分析。如果不存在突變，則判斷為無故障信息，該數據將會分類于“無故障”數據區內。（3）故障定位對于故障初判后位于“故障”數據區的信息，需要進行故障定位，定位過程分為3步：①讀取元件的屬性參數，并將其保存在元件屬性參數字符串變量中。依次查詢元件的保護配置、保護整定值和故障錄波數據。②對元件的故障錄波數據進行濾波處理需要匹配相應的濾波算法，經過對比后選用Tukey數字低通濾波器對電壓、電流等電氣量進行濾波處理，開始故障定位。③每個保護裝置有各自的保護邏輯，保護邏輯滿足則判斷為故障。選取元件所對應保護裝置的某套動作邏輯，若滿足動作條件，則將該元件歸類到故障元件表中。注意對于線路元件，需要用測距算法進行故障測距定位。重復步驟③直到遍歷該元件配置的所有保護。重復步驟①、②、③直到遍歷所有的可能故障元件。（4）故障分析保護動作存在2種情況：正確動作和不正確動作。將故障定位結果與實時數據庫中所記錄的開關量進行對比，可分析出保護動作情況。若兩者一致，則判斷保護動作是正確的;若不一致，則判斷該保護是不正確動作。

2.2定值壓板遠程巡檢

根據電力系統的不同運行方式，變電站繼保設備的定值和壓板需要重新設定。運檢人員可以通過現場操作或者從主站進行遠方修改操作，但都無法絕對避免因人員粗心或網絡問題造成定值和壓板設定錯誤。傳統的解決辦法是定期對繼保設備的定值和壓板進行巡檢工作。目前在變電站運維工作中，對繼電保護裝置進行定期巡檢都是由運檢人員在現場操作完成的。隨著無人值守變電站的興起，繼保人員親自到變電站進行定值巡檢會使得工作效率大大降低。而網絡傳輸技術的成熟使得定值遠程巡檢成為可能，顯著提高了定值管理工作的效率，這也是繼保工作中定值管理工作的發展趨勢。本文設計的繼電保護遠程運維管控技術具有定值巡檢這一功能，再將召喚的定值和壓板信息與調度下發的定值單進行比對，如果比對之后發現定值和壓板不一致會將結果直接反饋給繼保人員，待繼保人員核查后，確定是否需要修改定值或壓板。定值壓板遠程巡檢模塊具有自動比對和智能篩選的功能。定值是數值量，實時采集每項定值，與錄入的基準值進行比對，如果相等則一致，如果不相等則不一致，結論分別用布爾量“0”和“1”表示。而控制字、軟硬壓板均是“0”或“1”的開關量，更容易實現自動比對功能。前期給每項定值、壓板的正常狀態設置基準值，與實時數據庫得到的定值壓板信息進行比對，程序實現可以確保準確率100%，而且僅用1min就可以完成1個變電站內所有繼保設備定值壓板比對，而智能篩選技術可以用不到30s自動篩選出不一致的地方，1個變電站的巡視工作過程不會超過2min，從而實現“快速自動比對、智能篩選錯誤”目標。通過上述技術，極大縮短了核對時間和巡檢周期，顯著提高巡檢質量和效率。

2.3電源遠程管控

智能變電站中對繼電保護設備的要求越來越高，絕大多數情況下設備都能保證穩定可靠運行。但由于繼保設備長時間處于運行狀態，偶爾會出現軟件或裝置崩潰的現象，此時需要運檢人員立即到變電站進行重啟裝置的操作。該過程花費大量時間在往返變電站的路上，一方面裝置崩潰的問題得不到快速解決，另一方面給運檢人員增加了運維負擔。通過電源遠程管控技術，運檢人員在主站就可以對繼保裝置進行遠程重啟操作，使得裝置快速恢復正常運行狀態。

結語

總之，繼電保護系統是確保變電站內部電力系統正常運行中不可或缺的保護體系。在平時的變電站繼電保護系統運行中，容易出現干擾故障以及內外部故障等多種類型故障，影響了變電站繼電保護功能的正常運行。為了有效處理繼電保護故障，可以從采取有效抗干擾措施來處理干擾故障出發，注重靈活選用排除法、分析法等故障診治方法來處理繼電保護裝置，配合定期開展二次回路巡檢工作，力求全面提升變電站繼電保護工作的質量。

參考文獻

[1]董子儒.變電站繼電保護的故障處理策略關鍵要點[J].智能城市.2019，11（11）：175-176.

[2]楊泳星.變電站繼電保護常見故障與對策分析[J].通信電源技術.2020，37（6）：273-274.

[3]張冬梅.變電站繼電保護常見故障與對策分析[J].電子樂園.2020，23（7）：196.

[4]燕俊.探析變電站繼電保護狀態檢修[J].大科技.2020，42（28）：94-95.

[5]楊泳星.變電站繼電保護常見故障與對策分析[J].通信電源技術.2020，27（6）：87.

[6]格桑德吉，旦真多吉.變電站繼電保護常見故障與對策分析[J].百科論壇電子雜志.2020，35（8）：98-99.