电力系统继电保护故障分析研究

发表时间:2020/7/15   来源:《电力设备》2020年第7期   作者:王鹏
[导读] 摘要:对于电力系统而言,继电保护是其安全可靠运行的重要保障。
        (陕西能源电力运营有限公司  陕西省西安市未央区  710016)
        摘要:对于电力系统而言,继电保护是其安全可靠运行的重要保障。一旦继电保护装置发生故障,则需要在最短时间内快速锁定故障点并分析故障原因,以免影响电力系统的正常工作。本文通过对继电保护常见故障的分析,探讨了故常产生的原因并提出了四种常用的故障处理办法。
        关键词:电力系统;继电保护;故障分析
        0 引言
        在电力系统发生复杂故障或开关、保护存在较多误动、拒动以及因通讯中断而发生信息丢失等诸多不确定因素的影响下,目前基于开关和保护信息的诊断方法已经不能取得令人满意效果,必须寻找新的信息源。随着继电保护及故障处理系统的建立,丰富的故障信息为诊断进一步提供了基础[1]。
        1继电保护常见故障
        1.1运行故障
        在继电保护中,运行故障是最为常见的,也是危害性最大的一种故障形式例如:在电路网络的长期运行中,局部温度过高有可能导致继电保护装置失灵,具体表现为:主变差动保护开关拒合的误动等在现阶段的继电保护工作中,电压互感器的二次电压回路故障较为常见,也是电力网络运行中的薄弱环节之一,电压互感器是继电保护测量装置的起始点,所以其与继电保护运行故障的引发具有重要的联系。
        1.2产源故障
        在继电保护装置的实际运行中,其生产质量是否达标将直接关系到故障的出现几率在机电型电磁型等常见的继电保护装置中,对于零部件的精度差 材质等都有严格的要求,如果装置的整体性能较差,必须会增加产源故障发生的可能性。另外,在使用的继电保护装置中,如果晶体管的整体质量和性能较差,有可能导致运行不协调,甚至发生拒动或误动等故障。
        1.3隐形故障
        据国内电力管理部门统计: 以上的大规模停电事故或电力保护系统运行故障,都与继电保护的隐形故障有着密切的联系继电保护的隐形故障也是引发电力灾难的主要因素,必须引起电力企业继电保护人员的高度重视在重要输电线路的运行管理中,继电保护人员必须密切观察跳闸元件的运行情况,以保证其在发生隐形故障时可以及时发出有效的指令。
        2继电保护故障分析
        继电保护装置是电力系统密不可分的一部分,是保障电力设备安全和防止、限制电力系统大面积停电的最基本、最重要、最有效的技术手段。实践证明,继电保护一旦发生不正确动作,往往会扩大事故,酿成严重后果。
        2.1定值的问题
        定值问题主要有由于电力系统的参数或元器件的参数的标称值与实际值有出入,有时两者的差别比较大,则以标称值算出的定值较不准确而出现的整定计算错误还有人为的误整定有看错数据值、看错位置等现象的设备整定错误以及定值受电源或元件老化自动漂移。
        2.2抗干扰性能差
        运行经验证明晶体管保护、集成电路保护以及微机保护的抗干扰性能与电磁型、整流型的保护相比较差。集成电路保护的抗干扰问题最为突出,用对讲机在保护屏附近使用,可能导致一些逻辑元件误动作,甚至使出口元件动作跳闸。在电力系统运行中,如操作干扰、冲击负荷干扰、变压器励磁涌流干扰、直流回路接地干扰、系统和设备故障干扰等非常普遍,解决这些问题必须采取抗干扰措施。
        2.3误碰与误操作的问题
        带电拔插件导致的保护出口动作 保护装置在运行中出现问题时,若继电保护人员带电拔插件,容易使保护装置的逻辑 造成混乱,造成保护装置出口动作。带电事故处理将电源烧坏 工作人员在电源插件板没有停电的情况下,拔出插件进行更换,容易使电源插件烧坏。
        2.4工作电源的问题
        (1)逆变稳压电源 逆变稳压电源存在的问题。
        (2)电池浮充供电的直流电源 由于充电设备滤波稳压性能较差,所以保护电源很难保证波形的稳定性,即纹波系数严重超标。
        (3)UPS供电的电源 在分析对保护的影响时应考虑其交流成分、电压稳定能力、带负荷能力等问题。
        (4)直流熔丝的配置问题 直流系统的熔丝是按照从负荷到电源一级比一级熔断电流大的原则设置的,以保证回路上短路或过载时熔丝的选择性,若熔丝配置混乱,其后果是回路上过流时熔丝越级熔断。
        除上述分析的继电保护故障问题以外,还有接线错误、TV、TA及二次回路的问题、保护性能的问题和设计问题等等
        3 继电保护故障的处理方法
        3.1替换法
        用好的或认为正常的相同元件代替怀疑的或认为有故障的元件,来判断它的好坏,可快速地缩小查找故障范围[2]。这是处理综合自动化保护装置内部故障最常用方法。如一条110 kV旁路L FP一941A微机保护运行指示灯忽闪忽灭,并不打印任何故障报告,很难判断为何故障。正好附近有备用间隔,取各插件相应对换,查出故障在CPU插件上。用此项方法,要特别注意插件内的跳线、程序及定值芯片是否一样,确认无误方可掉换,并根据情况模拟传动。
        3.2参照法
        通过正常与非正常设备的技术参数对照,从不同处找出不正常设备的故障点。此法主要用于查认为接线错误,定值校验过程中发现测试值与预想值有较大出入又无法断定原因之类的故障。
        3.3短接法
        将回路某一段或一部分用短接线接人为短接,来判断故障是存在短接线范围内,还是其他地方,以此来缩小故障范围。此法主要用于电磁锁失灵、电流回路开路、切换继电器不动作、判断控制KK等转换开关的接点是否好[3]。
        以下为例:电磁锁失灵故障在变电所检修中经常遇到。原理见下图,图1中7D2 DS为主变1l0 kV侧接地刀闸电磁锁,8G为主变110 kV侧旁路隔离开关辅助节点,3G为主变220 kV侧隔离开关辅助节点,4 G为主变220 kV侧旁路隔离开关辅助节点,9 G为主变35 kV侧隔离开关。
 
        图1  短接法原理图
        从图3.1中可知只有当8 G、3 G、4 G、9 G同时闭合时,7D2DS才会动作。而事实7D2DS失灵故障涉及主变三侧隔离刀闸辅助节点。由于220 kV变电所场地大,跑遍整个变电所去取下罩在各隔离刀闸辅助开关上的铁壳再检查每付节点的好坏,这种做法很盲目费时。此时用短接法很方便,先到110 kV开关端子箱检查熔丝32RD、33RD两端电压是否正常,再短898与882,来判断电磁锁本身好坏,再取下短接线短900与822来判断8G好坏。依次排查,假如在短902与882时出现7D2DS失灵,则表明故障是由3G节点坏引起的,去主变220 kV侧隔离开关处检查隔离闸刀辅助接点即可。
        3.4分段处理法
        这是一种将一套设备分两个及以上部分,再按序处理的方法[4]。查高频保护收发信机不能发信、远方不能起动本侧发信或收不到信号3d告警等故障。由于牵涉到两侧收发信机和许多通道设备,可分段来处理。查远动或光纤通道好坏。可先将通道口解开,再短接内回路,用内部自环来确认本装置是否正常。再在外侧短接环起来,看对方是否收到他自发的信号,来判断通道好坏。
        4 结论
        在现代电网的管理工作中,继电保护是电力企业在日常管理中必须重视的环节,一旦继电保护装置发生故障,需第一时间对故障进行分析,迅速制定和实施科学合理的处理方案,以保证电力网络的安全稳定运行。在继电保护故障的分析与处理中,应注重电力企业各部门和技术人员之间的协调与互助,保障工作效率的进一步提升。
        参考文献
        [1]席建国.电力系统继电保护技术发展历程和前景展望[J].黑龙江科技信息, 2009,(26):65
        [2]董艳宏.继电保护故障处理方案研究[J].硅谷,2012(11):34
        [3]冯海东,陈奕琴.谈继电保护故障处理的九种方法[J].广东科技,2008(5):34
        [4]谷水清.电力系统继电保护[M].北京:电力工程出版社,2009年:89
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