电力继电保护故障的检测与维修技术研究

发表时间:2020/5/6   来源:《电力设备》2019年第24期   作者:潘安
[导读] 摘要:文章基于电力继电保护的基本特性,分析其运行中容易出现的故障类型和原因,针对不同类型的故障对常营的故障检测和维修技术进行阐述,并提出了相应的故障预防对策,以供参考。
        (安徽安庆皖江发电有限责任公司  安徽省安庆市  24600)
        摘要:文章基于电力继电保护的基本特性,分析其运行中容易出现的故障类型和原因,针对不同类型的故障对常营的故障检测和维修技术进行阐述,并提出了相应的故障预防对策,以供参考。
        关键词:电力继电保护;故障检测;维修技术
        1引言
        在目前我国经济飞速发展的时期,人们的日常生产和生活中的用电设备数量在持续增加,增加了工农业生产以及生活中的用电量,因此我国近年来在不断扩大电网规模以及发电企业的装机容量,满足人们日益增长的用电需求。但是与此同时,用电安全问题也成为全社会关注的角点,这也是电力企业管理工作的重点。尤其是在目前电力自动化水平在不断提高的形势下,电力系统一旦出现故障则不仅会影响人们的正常生产和生活,严重时还会导致用电安全事故的发生而危及人们的生命安全。而电力系统中的继电保护作为电力自动化系统中的关键部分,在准确采集和分析处理电力系统运行数据信息的同时实现对电力系统运行状态的监控,可以及时发现电力系统中的运行异常并采取保护动作,在快速定位故障点的同时也会向监控中心发出警报来提醒工作人员,而且还会快速隔离故障部分,保障电力系统的正常和稳定运行。由此可以看出,电力继电保护的运行可靠性对于电力系统整体运行可靠性有着重要作用,为此本文就针对电力继电保护的故障检测、维修以及预防措施等进行研究。
        2电力继电保护的基本特性
        正如前文所述,电力继电保护就是在掌握电力系统中被保护电器元件的运行状态基础上,针对其运行中出现故障时存在的电气物理量变化的方向和特征来对其运行状态是否正常进行判断。而通常在电力系统运行中出现电器元件故障时,一是容易出现通过电器元件的电流突然剧烈增加的现象,比如在出现短路故障时会增加故障点与电源之间的电流负荷,这就会导致线路上传输的电流远远超出其额定负荷最大电流的问题。二是出现电器元件线路两边的电压突然降低的现象。同样是在相间管路或接地短路等故障发生时,容易出现相间电压或相电压值降低的情况,而且在故障点附近的电压降低更为明显,这也是判断故障点的依据。三是出现线路电流与电压之间的相位角发生较大改变的现象。比如在发生三相电路故障时,电路中的阻抗角会影响电流与电压之间的相位角,通常会在60~85°范围内波动,而如果出现了保护反方向三相线路的短路故障,上述数值就会变为180°+(60°~85°)。四是还会表现出线路的测量阻抗出现较大变化的现象。通常,测量点的电压数值与线路中的数值为负荷阻抗,但是在出现金属性短接故障之后,上述测量阻抗就会变为线路阻抗,这就会减小测量阻抗而增加阻抗角,在此依据上可以对故障点进行判断。而继电保护装置就是在上述原理上构成的,也就是通过对线路出现短路等故障时的电气量变化来对线路中的故障情况进行准确判断。
        基于上述原理构成的电力继电保护需要满足以下几个方面的特征要求:一是选择性的特征要求。此要求需要继电保护装置准确判断电力系统运行中的故障点,准确将故障部位或者设备进行隔离,尽量缩小故障影响范围,保证其他系统和设备的正常运行。二是速动性要求。此要求就是在电力系统出现故障时,电力继电保护可以快速判断故障并进行故障切除,尽量减少故障所造成危害的时间,避免电动机等在故障所引起的电压降低的异常情况下造成停止转动的问题,而且也便于电压快速恢复并实现电动机等设备的自启动,减少恢复正常运行所需要的时间,防止出现故障扩大以及降低故障元件的损坏程度。三是灵敏性的要求。此要求就是在电力系统出现故障时可以准确判断故障点的位置和类型,基于其运行方式来作出灵敏和正确的保护动作。四是可靠性的要求。电力继电保护是保护电力系统可靠运行的作用,为了确保其保护作用的发挥,就需要保证其自身的可靠运行,也就是在电力系统出现故障时可以保证继电保护发出对应的保护动作,但是在电力系统正常运行时则不应作出动作而干扰其正常运行。
        3电力继电保护故障分析
        电力继电保护的常见故障可以分为以下几类:首先是对于装置本身来说,对于组成此装置的每一个单元模块,如果其制造工艺不够合理、所选择的材质存在问题等都会影响装置本身的质量并增加其运行中的故障概率。比如其制作过程中出现电路板焊接质量不达标的问题,不仅会增加其使用中的故障概率,而且还可能会导致整个装置死机以及失效等问题。其次就是运行中的故障。通常来说继电保护装置的运行寿命比较长,最长可以达到8~10年,但是如果出现超期服役的现象则会出现故障和安全概率增加的问题。此外,在其运行过程中,运行环境中的温湿度以及粉尘等因素也会加速其内部元器件的老化速度,而出现的电源退化、接线处老化生锈等故障问题,会造成开关拒合等问题而在电力系统故障时无法起到保护租用。再次就是其他的隐形故障。继电保护装置中的隐形故障是导致其出现较大停电事故等问题的主要原因,而在对跳闸等组件进行检查时需要提高重视,保证在出现潜在风险时可以及时发现并作出正确的指引,也就是通过合理的故障诊断保证在问题发生时快速查找问题根源,节省判断时间并提升工作效率以及装置运行的可靠性。最后就是安装原因造成的故障。

在此装置安装中需要做好防护措施来避免出现高压电进入安全设备而导致的意外事故,并且要做好现场勘察工作,确保针对保护装置以及所要安装的高压设备做好了相应的防护,防止出现高压电流入低压回路而造成的危险。在对二次回路进行对接时,需要重点做好对电流互感器和微机保护的二次接线,防止由于疏忽而造成电流互感器的二次开降问题。
        4电力继电保护故障检测与维修技术
        针对电力继电保护运行中容易出现的各类故障,需要采取以下方法进行故障检测和维修:一是替换法。在电力继电保护出现故障之后,首要的工作就是要明确已经出现的故障或者是插件或元件,然后使用型号相同且正常的元件对其进行替换,如果恢复正常则证明此部位或元件出现了故障,或者是可以对故障范围进行缩小。此外也可以针对出现不良故障的装置通过周围设置或应用处于检修状态的继电器进行替换的方式进行故障检测,也可以在回路较为复杂的继电器中应用。
        二是参照法。此种方法就是将出现故障之后的系统运行参数数据与正常状态下的数据进行对比,结合其不同点来判断故障故障和原因。此种方法不仅可以对线路的衔接问题进行检查,而且还可以在开展定值检验但无法确定误差的引发原因时,则可以通过应用参照法来进行反复的实验对比之后,查找故障源。具体地说在通过继电器定值检验并反复经过实验对比却无法查找故障源时,则可以针对测试值与预期值之间存在较大差距的问题,应用同型号的继电器作为参照来查找故障源。通过此方法的应用在快速查找设备故障源的同时,也节省了实验时间并简化了故障诊断步骤。
        三是直观法。如果在继电保护装置出现故障而没有同型号的装置进行替换和参照时,同时也无法通过先进设备来开展检修工作,则可以通过直观法来进行故障诊断和检修。比如在对继电保护装置进行维护时,可以通过直观法来处理开关的拒分与拒合等,可以在工作人员发布相关命令之后,如果出现闭闸状态下所有的指数处于正常状态则可以判断设备的故障出现了设备内部。此外,还可以通过对继电器颜色以及气味的直观观察来对故障进行判断,如果出现装置的某个部位发黄或出现的焦味,则可以判断此位置为故障点,并且对故障进行直接处理。
        四是短接法。在继电保护装置出现故障之后,针对故障表现在分析故障原因时,可以针对可能存在的原因通过端接发来进行排除和诊断。也就是将疑似故障的电路通过短接的方式来对电流回路、电磁锁失灵等连接点是否正常的问题进行快速检测,比较适合在一般的电路检修中应用此方法。
        五是逐项拆除法。此方法就是按照一定的顺序来将电路的并联脱开并进行二次回路以及线路的一一放回,以此来确定故障部位,此方法通常在直流和交流电源故障中比较常用。比如在电路出现直流接地故障时可以通过拉路法来拉断相关负荷,如果故障消失则可以证明故障在此回路中,然后结合其他方法在此回路中确定故障点。
        5电力继电保护故障的预防措施
        为了确保电力继电保护的运行可靠性,需要针对上述故障做好预防工作。首先就是提高对继电保护故障预防工作的重视,不仅要引进先进设备和技术,提高继电保护工作人员的专业水平,还要建立健全安全责任制度,通过制度来保证电力系统安全。其次就是加强对继电保护装置的维护管理。也就是在组建高素质继电保护装置维护与管理队伍之后,做好对此装置的日常巡检工作,尽量控制故障发生概率和危害范围。还要不断总结经验并做好对管理人员的培训工作,提高其故障识别和检测维修能力,及时发现故障并进行有效处理。最后就是积极引进先进的信息化技术。在目前计算机信息技术在不断发展进步的同时,需要发挥监控系统的作用对继电保护装置的运行环境和状态进行全面监控和记录,维修人员则基于监控系统提供的数据和指示开展检修维护工作,实现故障概率的降低以及故障检修效率的提升,确保继电保护装置的安全和稳定运行。
        6结语
        电力继电保护装置是电力系统中起到重要保护作用的装置,为了确保电力系统的稳定与安全运行,对其提出了选择性、速动性、灵敏性和可靠性等要求。而针对此类装置运行中容易出现的各类故障,需要结合不同情况采取合理的检测和维修方法进行故障诊断和排除,同时做好继电保护装置故障的预防管理工作,提升继电保护运行的可靠性并保证其作用的发挥,确保电力系统的可靠运行。
        参考文献:
        [1] 李恒富. 电力系统继电保护的故障与对策分析[J]. 通信电源技术, 2019, 36(11).
        [2] 李向博, 甘霖, 赵瑞东. 电力系统继电保护动作故障研究[J]. 山东工业技术, 2019(20):152-152.
        [3] 石晶. 电力系统继电保护可靠性问题分析[J]. 科技创新导报, 2018(36):45-46.
        [4] 吴金珠. 电力系统继电保护故障分析与处理措施探究[J]. 现代信息科技, 2019(12).
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