500kV變電站繼電保護故障及解決對策

國網(wǎng)福建電力檢修分公司 林 煒

隨著電力行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，500kV變電站的使用規(guī)模不斷擴大，不僅可提升電力資源運行的安全性與穩(wěn)定性，還可最大限度地滿足電力行業(yè)的運行需求。考慮到500kV變電站繼電保護的特殊性，在實際運行的過程中往往會受到運維、檢修等環(huán)節(jié)的影響而提升繼電保護故障出現(xiàn)的概率。因此在電力系統(tǒng)運行過程中應(yīng)加強對500kV變電站繼電保護故障的解決，從而為電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

1 繼電保護分析

電力系統(tǒng)在運行過程中往往具有相對復(fù)雜的組織架構(gòu)，這會在一定程度上提升運行狀態(tài)把控的難度，同時對相應(yīng)的專業(yè)技術(shù)也提出更高要求。繼電保護的開展會涉及到發(fā)電系統(tǒng)、輸電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)等多個環(huán)節(jié)，其中還會包括較為復(fù)雜的子系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上為每一個環(huán)節(jié)的正常運行提供保障，為用戶的用電安全奠定基礎(chǔ)。同時因電力系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，其中各個元件間往往都會存在一定的內(nèi)在聯(lián)系，因此如不具備完善的保護機制，一個元件出現(xiàn)故障很容易導(dǎo)致整個電力系統(tǒng)的癱瘓[1]。針對這樣的問題，電力系統(tǒng)中使用的電力元件應(yīng)具備足夠安全性與穩(wěn)定性，最大限度避免因元件發(fā)生故障而對電力系統(tǒng)運行產(chǎn)生不利影響。在元件出現(xiàn)故障時需第一時間針對故障點存在的問題進行處理，并及時檢查電力系統(tǒng)繼電保護設(shè)備的運行狀態(tài)，避免正常用電受到影響。

實際上，電力系統(tǒng)元件出現(xiàn)故障是難以避免的，因此電力系統(tǒng)故障維修人員也需具備較高的綜合素質(zhì)與應(yīng)急能力，從而確保可及時完成故障定位并落實有針對性的處理措施。值得注意的是，故障處理的效率與時間將會在很大程度上影響到元件的損毀程度，處理得越慢元件受損程度也就越深，因此相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)盡可能提升維修效率，避免對電力系統(tǒng)造成二次傷害。由此可得出，繼電保護工作實際上就是通過相關(guān)功能設(shè)備來保證在最短的時間內(nèi)對電力系統(tǒng)中存在的故障問題進行定位、診斷與修復(fù)，以保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行[2]。

2 500kV變電站繼電保護中存在的主要故障

絕緣干擾故障。在繼電保護裝置運行過程中需實施一定的防護和隔絕，通常會采用相應(yīng)的絕緣材料加以防護[3]。但經(jīng)過長時間運行后，很多絕緣材料沒有進行及時的維護與更換，從而導(dǎo)致老化、破損等問題的出現(xiàn)，引發(fā)絕緣干擾故障。首先在潮濕的環(huán)境下繼電保護很有可能難以發(fā)揮其應(yīng)有作用，同時還會引發(fā)短路故障，限制電力系統(tǒng)運行的可靠性；其次在繼電保護裝置中會有一部分元件容易受到電磁干擾，因此如沒有在該環(huán)境下做好防護措施就會很容易受到強烈電磁干擾而無法正常運行，整體保護機制的安全性和穩(wěn)定性也會受到不利影響；隨著使用時間的增加，繼電保護設(shè)備還會因為絕緣性能降低而引發(fā)設(shè)備故障，最終影響保護設(shè)備的正常使用。

互感器二次回路故障。在繼電保護裝置運行過程中，其作用的發(fā)揮會在很大程度上受到電壓互感器二次回路運行情況的影響，一旦其存在安全性以及穩(wěn)定性方面的問題，就會大大提升電網(wǎng)系統(tǒng)電力故障出現(xiàn)的概率。結(jié)合實際運行情況看，電壓互感器二次回路存在的問題主要包括：中性點接地方式問題。發(fā)生該情況會導(dǎo)致互感器二次回路出現(xiàn)十分明顯的異常；電壓不穩(wěn)定問題。會對電壓回路的正常運行產(chǎn)生直接影響，并逐步降低繼電保護裝置判斷的準確性。

繼電器觸點故障。在電力系統(tǒng)運行過程中各設(shè)備間往往存在著十分緊密的聯(lián)系，因此只有保證各個設(shè)備的良好配合，才可確保整體系統(tǒng)的正常運行。繼電器在整體系統(tǒng)中起到十分關(guān)鍵的作用，因此其運行頻次相較于其他設(shè)備也會更高一些，這就會在很大程度上導(dǎo)致運行觸點故障的發(fā)生。結(jié)合實際運行情況看，引發(fā)該故障出現(xiàn)的主要元素包括觸點材料質(zhì)量不達標、觸點環(huán)境條件較差、觸點負荷量超出承受范圍以及受到的電量過多等，一旦出現(xiàn)以上情況就會造成繼電器觸點的粘連，在嚴重時還會進一步影響到相鄰的觸點，最終造成繼電器出現(xiàn)故障。

絕緣器件故障。繼電保護裝置內(nèi)部具有著十分突出的精密性與復(fù)雜性，因此在設(shè)備與線路的布置上也是比較集中的。在這樣的情況下，經(jīng)長時間運行后就很容易累積大量靜電以及設(shè)備周圍會出現(xiàn)大量灰塵，進而會在很大程度上限制設(shè)備性能的正常運行。與此同時，在出現(xiàn)絕緣器件故障時還會導(dǎo)致繼電保護裝置不能在第一時間發(fā)出反應(yīng)，甚至還可能會發(fā)出錯誤指令。

3 500kV變電站繼電保護故障的有效解決對策

3.1 細化線路維護方案

500kV線路保護在變電站繼電保護工作中發(fā)揮了十分關(guān)鍵的作用，為確保保護作用的穩(wěn)定實施，在其中應(yīng)設(shè)立完善的獨立完整保護裝置以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。在開展集成線路保護時應(yīng)充分實現(xiàn)主保護與后備保護的有機結(jié)合，以最大限度地提高電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的傳輸效率，并為后續(xù)的信號保護工作提供參考。在這樣的情況下，應(yīng)針對系統(tǒng)運行情況配置完善保護方案并完成對相關(guān)數(shù)據(jù)的采樣。與此同時，在對雙重化配置方案展開落實時應(yīng)注重掌握單元優(yōu)勢，如，在變電站系統(tǒng)運行時就需通過電壓互感器等設(shè)備完成電流、電壓等的采集工作，以保證數(shù)據(jù)分析的有效性。此外在進行母線保護時，如出現(xiàn)失靈啟動的問題就需在故障問題分析中對變電系統(tǒng)傳輸方案展開分析，促進線路保護有效性的有效提升。

3.2 針對特殊設(shè)備設(shè)定明確的保護要求

針對500kV變電站繼電保護系統(tǒng)實施相關(guān)保護時應(yīng)明確特殊設(shè)備的具體要求，并有效落實相應(yīng)的技術(shù)方案。在直流電源設(shè)置過程中應(yīng)有效落實雙重保護系統(tǒng)，并有效通過合并單元、職能終端等實現(xiàn)電源的轉(zhuǎn)化，從而確保500kV變電站繼電保護系統(tǒng)的正常運行。在合并單元系統(tǒng)中應(yīng)充分注重相互性及電力性的提升，優(yōu)化電力保護設(shè)備的運行質(zhì)量。在智能終端系統(tǒng)的維護中，應(yīng)針對500kV電路增強變電站繼電保護系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時在設(shè)置壓板保護裝置時加強主保護與后備保護的充分結(jié)合，進而充分提高500kV變電站繼電保護系統(tǒng)應(yīng)用的穩(wěn)定性與可靠性。

3.3 加強先進技術(shù)投入

在電路系統(tǒng)運行過程中，整體性能的發(fā)揮及穩(wěn)定性的保障將會對繼電保護裝置運行效果產(chǎn)生直接影響。因此在進行電力系統(tǒng)繼電保護工程時應(yīng)重點加強先進技術(shù)的投入，從而有效提高設(shè)備運行的整體性能，并針對其中存在的故障與問題提出解決措施。然而，結(jié)合當前實際情況看，雖然信息技術(shù)水平的提升給予繼電保護裝置更廣闊的發(fā)展空間，但也在很大程度上引發(fā)了不同設(shè)備間的差異問題。因此在開展變電站繼電保護前應(yīng)重點對設(shè)備類型加以審查，確保設(shè)備的質(zhì)量需求和性能可滿足系統(tǒng)運行的實際需求。在開展繼電保護裝置安裝時還應(yīng)有效明確其安裝流程和安裝標準，并對安裝過程中具體的時間等進行記錄，為后續(xù)設(shè)備到期更換等提供參考與支持。在繼電保護裝置實際運行過程中還需定期做好設(shè)備養(yǎng)護工作，進而最大限度避免元件老化及脫落問題對系統(tǒng)運行質(zhì)量造成不利影響。

3.4 落實完善的檢測與維修制度

提升繼電保護裝置運行質(zhì)量是避免故障發(fā)生的重要手段，因此在采購相關(guān)電子元件時應(yīng)重點加強對其質(zhì)量的檢驗，并充分按照設(shè)計要求完成產(chǎn)品的選擇。只有對產(chǎn)品規(guī)格、型號及各方面技術(shù)參數(shù)進行嚴格把關(guān)才能確保其運行質(zhì)量得到保障。針對采購人員還可建立完善的崗位責(zé)任制，一旦出現(xiàn)電子元件質(zhì)量問題就應(yīng)及時追究采購人員責(zé)任，以保證采購工作的嚴格開展，同時還可進一步降低后期運行中出現(xiàn)故障的概率。為提高繼電保護運行效率，還需在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進一步落實完善的檢修維護制度，同時保證對裝置類型、外部環(huán)境、檢修周期、檢修方式等因素展開綜合考量。

此外，還應(yīng)針對電力系統(tǒng)檢修維護人員開展定期或不定期培訓(xùn)，一方面有助于提升其專業(yè)技術(shù)水平，另一方面還可促進其安全意識與質(zhì)量意識的提升，增強對機電設(shè)備檢修維護工作的重視程度。在實際開展檢修維護工作時，可針對各環(huán)節(jié)有效落實事先檢修、事中檢修及事后檢修，并結(jié)合具體運行情況對檢修方式進行調(diào)整，從而在保證檢修效率的同時實現(xiàn)成本投入的最小化。還可將全壽命周期管理制度引入到繼電保護裝置運行管理中，進而從采購、安裝、使用、檢修、報廢等多環(huán)節(jié)入手，從根源上提升繼電保護裝置運行的安全性和穩(wěn)定性。