摘要:电力系统的安全稳定运行关乎人民群众的正常用电需求,尤其在近年来,随着物质生活水平的提高,人们对电力能源的需求量不断增大,这就加大了电力网络的运行压力。而继电保护装置作为电力系统中的安全控制中枢,在电力系统的实际运行当中始终扮演着重要角色。因此,本文将围绕电气继电保护的常见故障与维修技术展开论述。
关键词:电力系统;继电保护;常见故障;维修技术
一、电气继电保护故障发生频率
电气继电保护装置始终处于高负荷运转状态,如果平时疏于管理与维护,继电保护装置发生故障的频率就会大幅增加,因此,下面针对继电保护装置的使用年限,对每一年度继电保护装置出现的故障频率作以统计,统计数据如表1所示。
表1:电气继电保护故障发生频率数据统计
从表1中可以看出,电气继电保护装置在运行的前七年时间里,设备发生故障的几率较小,如果在这一期间认真做好设备的检修与保养工作,将有效延长设备的使用寿命。而在设备使用第8年开始,故障率出现小幅度波动,当使用年限超过9年后,故障率呈指数级上升态势,这就说明,继电保护装置运行一旦超过9年,检修人员必须加大检修频次,必要时应予以更换。
二、电气继电保护装置的常见故障
(一)控制回路故障
控制回路故障是继电保护装置中较为常见的一种故障类型,出现这种故障时,断路器就极有可能出现误跳闸或者无法跳闸的安全事故,同时,对电气系统零序电压值也会造成影响,导致零序电压升高,控制回路负载力减弱,电流值增大,而出现线路短路现象,局部区域就会出现停电事故[1]。
(二)抗干扰能力弱化
电力系统在运行过程中,受到通讯设备干扰信号、外部干扰器信号的影响,继电保护装置的防护能力将大打折扣,这些干扰信号极易破坏继电保护装置内部的逻辑运算程序,导致在判断故障风险时,出现误判、延判的现象,进而发生一些错误的报警信号,当系统操作终端接收到这些错误的故障反馈信号后,制订的保护与检修措施就会缺乏针对性,无形当中就增加了故障发生频率。
(三)继电保护装置采样通道受阻
继电采样是继电保护装置的一项重要功能,它可以采集故障数据信息,并将其传输至系统操作终端,以便于制订针对性的排障措施。但是,受到外界自然气候条件等不确定因素的影响,继电保护装置的采样通道经常受阻,以至于电流互感器的信号传输功能失效,在这种情况下,继电保护装置就无法正常发挥防护作用,也就给整个电力系统的运行埋下重大安全隐患。
(四)电气接触不良
当电压互感器出现运行故障后,电力系统就会出现电气接触不良的情况。这主要是因为电压互感器能够将高电压转换为100V划者100V以下等级的二次电压,以供给系统内部的保护装置、仪表装置使用。一旦电压互感器出现故障,高电压的转换功能就会弱化,这就给操作人员的生命安全构成直接威胁。同时,高电压也会增加削弱继电保护装置的防护功能,导致指令执行错误,而影响供配电网的安全运行。
三、继电保护装置的维修技术
(一)电路拆除技术
电路拆除法主要分为串联电路拆除与并联电路拆除,但是,对于继电保护装置中的串联电路来说,电路之间构建串联网络,将各个元器件关联到一起,如果在检修过程中,拆除任何一个元器件,都会出现电路电流中断现象,导致整机设备运行中止。因此,在维修继电保护装置时常常采用并联电路拆除法。这种方法不用考虑元器件之间的关联关系,由于内部电路相互独立,彼此不会产生任何影响,拆除任何一个元器件,都不会影响其它元器件的正常运行。
(二)直观观察法
据调查数据表明,有接近20%的继电保护故障,是通过直观观察法进行排除的。这种方法不但节省大量的维修费用,而且排障效果好,排障效率高。比如当继电保护装置的负荷量增大时,就容易出现断路的情况,此时,继电保护装置就会出现烧焦、发黑现象,而维修人员只需要凭借肉眼就可以直接查找出症结,进而准确判断出故障类型。然后,可以直接更换受损元器件,使继电保护故障得以快速排除,这就大大提升了故障维修效率[2]。
(三)元件更新法
电气继电保护装置的常见故障与内部元器件有着直接关联,这主要由于继电保护装置在长时间高负荷运转状态下,元器件极易出现老化现象,严重的还会造成元器件功能性丧失。因此,针对这种情况,设备维修人员应当对内部元器件进行更新,同时制订日常巡检制度,通过定期检查来有效预防各类故障的发生。
(四)元件替代法
对于电气继电保护装置来说,微机保护属于整个系统的核心中枢,维修在日常巡检当中,如果通过丰富的工作经验能够准确判断出内部元件或者插件的故障类型,应当及时采取元件替代法,利用质量合格的相同元器件来替换故障元件或者插件,当替换以后,系统运行恢复正常,就说明该处插件已经出现了故障。但是,需要注意的是,在更换插件时,维修人员事先对插件的定值芯片与跳线程序进行检查,当确定无误后,方可替换,避免出现插件不相容的情况而烧毁其它组件。
四、维修技术应用案例
(一)现场检查情况与故障分析
通过对10kVxxx624保护装置进行检查发现,10kVxxx624保护装置面板显示无异常信号,无保护事项,而且在保护的同时,发出“手合”、“手跳”信号,导致开关发生跳闸变位现象。针对这一故障,首先对控制回路进行检查分析:保护操作回路 “就地”方式下,触碰分合闸按钮保护将发出“手合”“手跳”信号;开关控制回路就地操作经电气五防锁具闭锁,触碰分合闸按钮不应启动跳合闸操作。实测装置背板C18对地无交、直流电位,端子排WFS:2对地无交、直流电位;+KM端子相邻的WFS:2隔断清晰无异物,装置背板端子排接线隔断清晰无异物,查就地五防控制确无寄生回路。
结合继电保护的故障类型,可以推断出开关跳闸与分、合闸按钮同时动作有关。而且与设备运行年限、产品质量不合格以及串联电阻老化也有着直接关联,因此,需要通过模拟试验的方法,对故障原因进一步予以确认,在开关合位时,同时按下分、合闸按钮,10kVxxx624开关分闸。当额定电压下UN=220V时,分压为144V>110V时,同时按下分、合闸按钮,10kVxxx624开关会分闸。由此可以判断该故障与设备电阻模型大小匹配不合适有关。
(二)处理方法
对10kV线路保护装置进行相关试验,确认是否与XX变存在类似的情况,同时采取必要的防误碰措施,并对10kV线路保护装置综自改造,为了构建一个安全的检修环境,避免安全事故的发生,现场维修时,需要贴示提醒标签。
结束语:
针对电气继电保护装置的常见故障,设备维修人员应当准确判断故障类型,并在实际维修工作当中,合理选择维修方法,遵循“快捷、高效、安全”的原则,及时排除故障隐患。另外,随着电气继电保护装置不断更新换代,维修人员应当始终秉持与时俱进的态度,积极借鉴和汲取先进的故障维修技术,并对各种故障类型的排障方法轻车熟路,为电力系统的安全稳定运行提供强大的技术支撑。
参考文献:
[1]徐建.探究电气继电保护的常见故障及维修技术[J].数码世界,2020(4):259.
[2]李培茹,朱睿.电力系统继电保护常见故障分析与检修技术探讨[J].建筑工程技术与设计,2019(20):3809.