電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障原因及處理技術(shù)分析

趙登海 張奎峰 司東寶

摘 要：現(xiàn)階段，隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，各行各業(yè)的用電需求量也在不斷提升，為此，加大保障基本生產(chǎn)生活所需的用電安全就顯得尤為重要。保障整個(gè)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的首要任務(wù)是確保電廠的電力安全。繼電保護(hù)裝置為電廠電力安全起到了至關(guān)重要的保護(hù)作用。保障電廠的繼電保護(hù)裝置切實(shí)準(zhǔn)確穩(wěn)定運(yùn)行是維護(hù)整個(gè)電力系統(tǒng)安全和避免電力系統(tǒng)發(fā)生崩潰的首要前提，因此，必須對(duì)電廠繼電保護(hù)運(yùn)行情況進(jìn)行檢查和處理，不斷提高繼電保護(hù)裝置發(fā)生故障時(shí)的處理能力。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);繼電保護(hù)故障原因;處理技術(shù)分析

引言

現(xiàn)階段，隨著社會(huì)的發(fā)展，時(shí)代的進(jìn)步，國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)的建設(shè)規(guī)模越來越大，電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)運(yùn)行方式也越來越復(fù)雜，這一背景給繼電保護(hù)提出了更高的要求。整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行中，繼電保護(hù)是非常重要的內(nèi)容，繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用水平直接影響整個(gè)電網(wǎng)的正常運(yùn)行。文章探索并介紹了可以提高電廠繼電保護(hù)可靠性的技術(shù)，希望給電廠建設(shè)和運(yùn)營(yíng)提供借鑒和參考。

1電廠繼電保護(hù)的重要性和必要性

電力事業(yè)的飛速發(fā)展給電力安全生產(chǎn)提出了更高的要求，電廠運(yùn)行中，繼電保護(hù)的構(gòu)建是非常關(guān)鍵的內(nèi)容。日前，繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展其在電力系統(tǒng)的安全保護(hù)和安全隔離工作中，發(fā)揮了不可替代的作用，為構(gòu)建更加安全、可靠的電力保護(hù)系統(tǒng)打好了基礎(chǔ)。繼電保護(hù)是電廠安全生產(chǎn)運(yùn)行的基礎(chǔ)和保障。有效地繼電保護(hù)體系可以為電廠運(yùn)行創(chuàng)設(shè)良好的環(huán)境和條件，繼而提高電廠運(yùn)行過程中的安全性和可靠性，換句話來說，有效的繼電保護(hù)就是電廠安全生產(chǎn)運(yùn)行的基礎(chǔ)和保障。以動(dòng)態(tài)的方式對(duì)電廠實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行檢測(cè)，為實(shí)現(xiàn)預(yù)警防護(hù)保護(hù)提供信息和數(shù)據(jù)。電廠的運(yùn)行涉及到的系統(tǒng)、設(shè)備和環(huán)節(jié)多且復(fù)雜，使得電廠運(yùn)行過程中很容易受到其他外界因素的影響，為此，必須積極建立繼電保護(hù)系統(tǒng)，并且根據(jù)該系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行效果不斷進(jìn)行完善，為構(gòu)建更加安全的電廠提供有力的支撐。

2外部故障

2.1電流互感器飽和故障

在電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行中，如果發(fā)生短路故障，則會(huì)產(chǎn)生非循環(huán)電流，并且該部分循環(huán)電流會(huì)加速電流互感器（TA）飽和，繼而TA飽和則會(huì)降低次級(jí)側(cè)電流的靈敏度，電廠繼電保護(hù)裝置的繼電器在采樣和動(dòng)作的敏感性會(huì)產(chǎn)生影響。當(dāng)整個(gè)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，將花費(fèi)更多的時(shí)間進(jìn)行操作甚至拒絕操作。因此，繼電保護(hù)系統(tǒng)的操作的可靠性受到影響，并且對(duì)電廠的電力系統(tǒng)正常運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重的影響和危險(xiǎn)時(shí)甚至可能導(dǎo)致大規(guī)模停電。

2.2干擾故障

干擾故障會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置不動(dòng)作而失去保護(hù)能力。主要原因是因?yàn)槔^電保護(hù)裝置需要設(shè)置相應(yīng)的觸發(fā)信號(hào)才能發(fā)揮其正常的保護(hù)功能。但是，如果在繼電保護(hù)系統(tǒng)正常運(yùn)行的過程中存在了其他無關(guān)信號(hào)干擾該啟動(dòng)保護(hù)的觸發(fā)信號(hào)，則將導(dǎo)致繼電保護(hù)系統(tǒng)無法執(zhí)行正常的保護(hù)動(dòng)作，會(huì)使得無法及時(shí)進(jìn)行控制并發(fā)出相應(yīng)的警報(bào)。或者另一種可能是發(fā)出錯(cuò)誤信息使得原本正常運(yùn)行的電力系統(tǒng)不再正常的運(yùn)行。出現(xiàn)此問題的主要原因是微機(jī)的保護(hù)能力不完善。若有其他通信設(shè)備位于保護(hù)屏的位置，將對(duì)繼電保護(hù)造成干擾。

2.3接地故障

發(fā)生接地故障主要體現(xiàn)在二個(gè)方面。一是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)生了接地故障。主要表現(xiàn)為，正常運(yùn)行的機(jī)組其轉(zhuǎn)子發(fā)出了接地故障警報(bào)信號(hào)，發(fā)生接地故障后，停機(jī)檢查轉(zhuǎn)子電路具有很強(qiáng)的絕緣能力。并在此過程中，通過電阻箱的手動(dòng)操作進(jìn)行接地保護(hù)，檢查轉(zhuǎn)子接地保護(hù)繼電器是否可以正常工作，在人工干預(yù)下，空轉(zhuǎn)時(shí)不加勵(lì)磁電流，測(cè)試轉(zhuǎn)子絕緣水平。二是單相接地故障。主要表現(xiàn)為發(fā)生單向接地故障，電氣量將會(huì)產(chǎn)生明顯變化，可以通過零序電場(chǎng)和磁場(chǎng)來進(jìn)行故障點(diǎn)位置的確定。

3繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用

3.1繼電保護(hù)在發(fā)電廠中的智能化運(yùn)用

在目前發(fā)電廠的日常電力保護(hù)管理中，運(yùn)用的主要是人工智能化繼電控制系統(tǒng)管理，這樣就使得整個(gè)發(fā)電廠可以減少很多不必要上的浪費(fèi)，并為其它保護(hù)技術(shù)上的運(yùn)用領(lǐng)域提供了較為廣闊的發(fā)展空間，在這種時(shí)代背景下，繼電保護(hù)也開始出現(xiàn)了一定不同程度的基于人工智能化，讓繼電保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)使用更為科學(xué)及合理，像很多大型發(fā)電廠已經(jīng)開始采用了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能模擬保護(hù)技術(shù)法來進(jìn)行電力供電保護(hù)系統(tǒng)中的保護(hù)，對(duì)用于繼電保護(hù)的人工智能化進(jìn)一步發(fā)展進(jìn)行了不斷推進(jìn)，在維修發(fā)電廠的過程里，會(huì)遇到繼電短路的情況大概都會(huì)有幾十種，要是用這種人工智能來進(jìn)行排除，大約需要12h以上。但是運(yùn)用這種人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能繼電故障保護(hù)法對(duì)所需要采集到的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行短路故障檢測(cè)，僅在0.5h以內(nèi)就已經(jīng)可以直接找出短路故障發(fā)生的原因了，這就有效率地減少了保護(hù)維修人的時(shí)間，并且通過這種計(jì)算機(jī)的智能輔助系統(tǒng)法的運(yùn)用，能夠直接讓整個(gè)發(fā)電廠的電力發(fā)電保護(hù)效率提高。

3.2繼電保護(hù)在發(fā)電廠中的網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)用

隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)不斷發(fā)展，繼電保護(hù)也逐漸得到了更加網(wǎng)絡(luò)化的技術(shù)支持，不僅為各種繼電保護(hù)設(shè)備提供了直觀可靠性的操作以及檢查檢驗(yàn)空間，還為它的后續(xù)發(fā)展應(yīng)用提供了廣闊的技術(shù)動(dòng)力來源支持及保障。發(fā)電廠的電力繼電保護(hù)系統(tǒng)功能主要目的是為了保障工廠電力系統(tǒng)可靠安全穩(wěn)定正常運(yùn)行，其繼電保護(hù)與利用計(jì)算機(jī)無線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)模擬處理生成以及系統(tǒng)保護(hù)是密不可分的。通過移動(dòng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及信息分析對(duì)汽車故障發(fā)生原因數(shù)據(jù)進(jìn)行分析檢測(cè)，并及時(shí)發(fā)出故障警報(bào)。伴隨著自動(dòng)繼電保護(hù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)發(fā)展，可以對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及實(shí)時(shí)模擬數(shù)據(jù)生成，對(duì)各種繼電故障情況進(jìn)行實(shí)時(shí)綜合處理，還可以能對(duì)各種故障情況進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，其包括故障發(fā)生位置及原因緣由等情況，可以及時(shí)采取有效保護(hù)措施解決故障。

3.3對(duì)發(fā)電變壓器組的保護(hù)

發(fā)電器作為繼電保護(hù)裝置的主要環(huán)節(jié)之一，對(duì)于保護(hù)整個(gè)發(fā)電設(shè)備的安全性與穩(wěn)定性有著重要的意義和價(jià)值。其主要作用于風(fēng)力發(fā)電廠以及變壓器等高精密儀器，因此在選擇發(fā)電設(shè)備的時(shí)候，管理層需要做出充分的考慮，以實(shí)際情況為基點(diǎn)，從而打造出一流的繼電保護(hù)裝置。在火力發(fā)電廠中就需要付出昂貴的代價(jià)，并且造成整個(gè)發(fā)電設(shè)備的操作性降低等問題。除此之外，一般發(fā)電廠對(duì)于高壓繼電保護(hù)裝置的要求越來越高，尤其是在處理設(shè)備漏電問題時(shí)，就需要高精密的儀器元件，如一些專用的發(fā)電機(jī)和專用的變壓器等等。還有對(duì)于一些勵(lì)磁器等的選擇，需要經(jīng)過專業(yè)人士的指導(dǎo)才能進(jìn)行運(yùn)作，其中的G60和T60等設(shè)備對(duì)于提升我國(guó)機(jī)電設(shè)備的穩(wěn)定性有著重要的影響和意義。采用的這些數(shù)據(jù)保護(hù)裝置大都具有十分成熟的控制技術(shù)，功能十分全面，在其中的硬件上幾乎包含了所有各種能夠直接實(shí)現(xiàn)數(shù)組遠(yuǎn)程控制的以及相應(yīng)的微處理器和控制芯片。

3.4對(duì)發(fā)電廠電力系統(tǒng)的保護(hù)

機(jī)電設(shè)備自動(dòng)保護(hù)裝置實(shí)際上是用來保護(hù)相應(yīng)的大型發(fā)電廠的電力系統(tǒng)的一種裝置，在進(jìn)行電廠建設(shè)過程中要確保兩種合作應(yīng)充分考慮，也就是說，能夠有效地提高機(jī)電自動(dòng)保護(hù)水平相應(yīng)的電網(wǎng)電廠減少二級(jí)保護(hù)電纜基于合理的配置。在兩臺(tái)大型低壓發(fā)電機(jī)組上分別配置了大型電廠單元電氣保護(hù)監(jiān)控和通信系統(tǒng)。利用監(jiān)控與通信系統(tǒng)，可以很容易地實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組動(dòng)作電測(cè)量的實(shí)時(shí)采集，完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，最終實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置動(dòng)作電測(cè)量的遠(yuǎn)程測(cè)量和遠(yuǎn)程通信。

結(jié)語(yǔ)

隨著現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步，人們的生活和工作愈發(fā)離不開電力的支持。只有其穩(wěn)定運(yùn)行，才能滿足人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ餍枨蟆Ｗ鳛殡娏κ聵I(yè)中的重要組成部分，電廠安全穩(wěn)定的運(yùn)行為電力事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了有利的支持和支撐。繼電保護(hù)不僅是電廠穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)和保障，更是人們有序生活和工作的重要保障。

參考文獻(xiàn)

[1]萬玉麒，唐武勤.電廠繼電保護(hù)故障診斷與現(xiàn)場(chǎng)處理方案探討[J].南方農(nóng)機(jī)，2018（7）.