探析电力系统继电保护二次回路检修问题及对策

发表时间:2021/1/28   来源:《中国电业》2020年第28期   作者:张伟泉
[导读] 近年来,随着科技不断发展,电力工程相关技术也有很大进步,
        张伟泉
        核工业工程研究设计有限公司,广东 阳江 529941
        摘要:近年来,随着科技不断发展,电力工程相关技术也有很大进步,特别是继电保护与二次回路部分,并呈现出智能化、自动化及集成化等特点。在智能电网建设中,逐渐凸显出传统继电保护与二次回路的劣势,信息网络技术、神经网络及自适应保护等已成为技术发展的重要趋势。本文在分析继电保护及二次回路的基本概念及现状的基础上,对其发展趋势及继电保护及二次回路新技术进行了探讨。
        关键词:电力系统;继电保护;二次回路;检修问题及对策
        引言
电力系统的作用是将自然界中的一次能源通过发电动力装置转化成电能,随后在经过输电、变电、配电等过程将电能供应给用户。相比其他系统,电力系统更具整体性、复杂性和系统性。继电保护二次回路是电力系统重要组成部分之一,当电力系统出现问题时,继电保护二次回路可对整个电力系统进行保护,当电力系统发生故障时,其可及时发现故障并作出警报,方便维修人员处理故障,保证电力系统的稳定运行。本文首先对继电保护二次电路在电力系统中发挥的优势进行分析,其次对继电保护二次回路运行期间存在的问题进行研究,最后为继电保护二次回路的检修提出应对措施。
        1、二次回路的基本概念
在电力系统中,电能的传输依赖于大量的电气设备,而根据电气设备功能不同又可分为:一类是负责发、输、变、配电作用的一次电气设备;另一类是具有控制、检测、保护等功能的二次电气设备。这里所说的二次回路便是由二次设备依照不同功能需求组建起来的,在电力系统继电保护、自动控制、远程操作、状态监测等发挥重要作用。尽管说二次回路并不直接参与电能供应过程,然而其在电网安全方面的作用是不可替代的。通过对二次回路进行设计,可使其具备独特的功能,其最基础的便是设备状态的检测,在实际应用中,当检测到一次设备出现故障后,通过发挥二次回路的监测及控制功能,能够在检测到故障信息后,及时断开一次回路电源,有效遏制故障扩大,当然,其前提是二次回路工作正常。同时,二次回路的结构更加复杂,是由众多二次装置及接线构成的,而且二次回路的设计最为重要,有着独特的设计图形符号,还要执行统一的技术标准,保证二次回路的标准化设计。由于二次回路主要起到运行监测与控制等作用,不应随意的停止其运行,在电力系统中要求时刻维持其运行状态,以应对各类潜在的设备故障威胁。
        2、继电保护二次回路的优势
继电保护是确保设备稳定安全运行的设施,根据功能不同可将继电保护分成数据测量、逻辑判断、执行模块3个部分,在三者有效配合下,电力系统才能保证稳定安全的运行。继电保护结构形式发展可分为机电式、整流式、晶体管式、集成电路式、微机式几个阶段。继电保护设施能让电力系统中的故障在最短时间内消除,并缩小故障范围。此外,继电保护二次回路还具有以下优势:其一,继电保护二次回路装置结构简单,体积小质量轻、拆卸简便,因此在继电保护二次回路装置的安装、检修、维护等工作中不需要过多的人力物力,进而可节省成本,提高经济效益;其二,继电保护二次回路装置的制造工艺较为先进,内含高新技术能提升装置质量,从而确保装置稳定运行,最终达到提高电力系统运行稳定安全性的目的;其三,我国自动控制技术在近年来发展迅猛,并与继电保护二次回路装置进行了有机结合,大幅提升了装置工作效率,并可凭借自身快速做出相应动作,进一步保证了电力系统的稳定运行;其四,在继电保护二次回路有效保护下,电路抗腐蚀破坏性显著提升,并能有效抵抗电磁效应产生的干扰。


        3、继电保护二次回路检修与维护方法
电力系统在运行时,必须要对继电保护二次回路进行相应的检修与维护,从而防止因继电保护二次回路出现故障导致的电力系统故障甚至瘫痪。
        3.1 交流回路状态诊断
一般情况下智能变电站多采用双AD装置完成相应取样,并会配置双重化保护,继电保护系统能够对双AD装置及双重化保护的取样值进行采取和上传,通过对获得取样值对比分析,如果两个取样值之间相对误差正处于阈值范围内,则可认为当前交流二次回路正处于正常工作状态,如果两个取样值之间相对误差超出阈值范围,则表明至少有一套继电保护系统的交流回路出现问题,检修人员便可及时根据系统给出的故障回路对其进行检修。
        3.2 强化保护设备的质量检修
由于二次回路是一个自动化系统,因此其中会涉及到较多元件,并且每一个元件均会对继电保护二次回路的正常运行造成影响。当继电保护二次回路中任一元件出现问题时,如果检修人员对装置原理熟悉程度较低,则会导致检修时间延长,严重时会引发停电事故。继电保护二次回路故障中以负荷故障最为常见,想要保证装置正常工作,必须将二次回路负荷控制在标准范围之内,一旦出现超负荷现象就会引发一系列故障问题,进而导致电力系统工作无法稳定进行。因此在电力系统日常检修维护工作中,需时刻注意二次回路的负荷状况,定期检查,如果发现二次回路已发生超负荷或有发展成为超负荷的迹象,检修人员则必须结合当前实际情况对其进行有效调控,将电流互感器中的电磁适当调低,促使二次回路负荷降低至正常范围,最终实现电力系统的稳定运行。
        3.3檢修维护继电保护二次回路的负荷
如果继电保护二次回路处于正常运行的状态下,其负荷值是在正常范围之内,若继电保护二次回路已经呈现超负荷运行状态,便容易造成系统故障,对电力系统的正常运行造成影响。必须首先发挥出技术员工的主观能动性,确保相关人员的专业素养及专业精神能够体现出来,研发出更有利于继电管理的高效手段,这样更符合实际的工作需求。因此电力企业应不断提升检修人员的业务能力,并持续强化运行部门的责任感,协同完善状态检修工作。检修人员若对其进行检测,发现继电保护二次回路已经呈现超负荷运行的状态,那么检修人员要将电流降低。另外,还可以将电缆电阻进行调控,在此基础上对继电保护二次回路进行维护,保证继电保护二次回路的平稳运行,进而实现对电力系统的保护。
        3.4暂态保护
该保护的关键便在于故障暂态信息的提取与分析,能够实现故障测距、类型判断等功能,也是新兴继电保护典型代表。在电力信号中,基态与暂态是相对的,但均包含着表征故障的相关信息,只有在有效获取的基础上,才能将其用于保护技术。由于许多故障信息隐藏在暂态信号之中,而传统的基于工频信号的保护装置,对于暂态高频信号是直接滤除的,暂态保护功能的实现主要是依靠高频检测装置来提出高频暂态成分,然后借助于控制算法来进行分析,从而达到暂态保护的目的。
        结语:
综上所述,随着电力系统发展,其规模及复杂性显著提高,对继电保护及二次回路发展提出更高要求,并且呈现出信息化、智能化、自动化等趋势。经多年发展,我国在继电保护领域进展迅速,创建了完善的继电保护研发、制造、安装、运维等体系,大量先进技术得以应用到继电保护及二次回路中,暂态保护、神经网络等先进算法已转化为实际应用,对现代智能电网发展有较大促进作用。
        参考文献:
[1]黄新民.电力系统中继电保护二次回路的维护与检修[J].工程技术研究,2017(10):248-249.
[2]叶远波,孙月琴,黄太贵,郭明宇,黄勇.智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术[J].电力系统保护与控制,2016,44(20):148-153.
[3]窦永宏,李俊.浅议电力系统继电保护二次回路的检修与维护[J].科技创新与应用,2014(32):198.
[4]《继电保护及安全自动装置技术规程》GB14285-2006 .
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