高压继电保护装置的失效特性分析

发表时间:2021/6/8   来源:《中国电气工程学报》2021年1期   作者:闫双双
[导读] 随着城市化的进程不断深入,传统的电力系统很难支撑现在的发展、高质量的供配电生产和使用寿命,为了有效地解决这一问题,必须在电力系统中加强对继电保护技术的应用
        闫双双
        国网山西省电力公司晋中供电公司,山西 晋中 030600
        摘要:随着城市化的进程不断深入,传统的电力系统很难支撑现在的发展、高质量的供配电生产和使用寿命,为了有效地解决这一问题,必须在电力系统中加强对继电保护技术的应用,才能充分借助继电保护装置对系统的保护发挥重要作用,维持电力系统的可靠运行。在电力系统继电保护技术的应用,经常有许多问题。每一个电力企业需要加强处理各种故障的继电保护。
        关键词:高压继电保护装置;失效特性
        引言
        继电保护是维系电力系统安全稳定运行的重要基础,继电保护动作的快速性、准确性以及可靠性能够有效提升电力系统故障穿越能力,维持电力系统的安全可靠运行。若继电保护失效或是不正确动作,则可能恶化系统的故障状态,导致大范围、长时间的停电,使得整个电网结构瓦解,造成严重危害。
        1设计原则
        我国电网企业数量比较多,在修建过程中年代差的比较大,所以传统继电保护方式比较复杂。以现实各厂家保护装置应用总结进行分析,现有保护装置计算方法不固定,所以要创建相应新系统,保证各厂家保护装置协调与统一。所以在管理系统设计过程中,不仅要实现可视化、多视角的简单人性化系统,还要融合各原有系统,实现保护数值与参数统一要求与分析。通过整体分析,因为经济在不断的发展,部分系统并不先进,所以对继电保护系统来说要求具备功能、稳定可增强的需求。
        2变电站继电保护装置的故障分析
        机电保护装置整体结构较为复杂,容易发生故障的概率也较高,通过查阅相关资料并结合实际工况分析,继电保护装置的故障主要可以分为以下几类。(1)越级跳闸。当整个电器系统的某个元件出现故障的时候,故障本身的元器件没有使得断路器进行跳闸,而使得电网的上级系统的元器件进行了跳闸,此时会造成对电网大范围的停电影响。(2)控制回路故障。该类故障形式是常见的故障形式,一般断路器无法进行跳闸或者是错误跳闸都是由于控制回路故障所引起,都会使得矿井整个变电站的工作秩序形成混乱状态。(3)直流接地。从目前掌握的资料来看,煤矿变电站所设立的直流供电系统相对于比较独立,不会直接接地。但是整个煤矿电网的线路较多,并且有UPS装置的存在,部分线路就会采用直流电源供应。因此在许多线路使用直流电源的情况下就会有直流直接接地的情况,当直流接地发生的时候,直流电源系统会使得整个电流控制系统产生混乱,各个线路上的断路器就会引发误跳闸,甚至会使得变电站的总电源开关进行关闭。(4)微机保护故障。微机保护故障也是矿井电网继电保护装置产生的常见几个故障之一,主要产生的原因大部分是电源、输出功率、输出电压三个因素。当电压数据出现断崖式下跌的时候,电网电路的标准参数基准值就会受到干扰,出现了整体供电系统逻辑错误,使得微机保护逻辑判断决策出现故障,各个电气信号之间相互干扰。此外,大多数矿井对微机保护装置的布置距离较近,整体范围相对集中,在矿井出现长时间运转后,各个连接焊点处就会留下许多粉尘颗粒,形成导电通道,从而形成了继电保护装置出现故障。
        3电力继电保护的故障处理方法
        3.1替代故障零件的方法
        电力系统的运行过程中,当出现继电保护装置的故障以后,在很多时候这种故障是由零部件失效所造成的,当出现了这种情况时,可以用新的零部件或者组件来替代,通过这种方式来判定是否是零部件故障所引起的继电保护装置故障,进而根据这种替代法来进一步确定故障原因与范围,采取必要的故障处理方式。替换法下,相关人员需使用相同性能且良好的零部件来替换怀疑存在故障的零部件,这种方式下,是对相关零部件的检验,根据这种方式能够将故障范围锁定在很小的范围内。一般情况下,当出现零部件故障时,需用备用或者暂时正在检修的且具有同功能的元件来加以替换处理,如果替换以后继电保护装置恢复正常的运行状态下,说明此零部件存在故障。


        3.2参数参考方法
        在电力系统继电保护装置的故障处理方面,参数参考方法的使用是非常多的,如果在故障处理方面采用的是这一方式,专业人员需将设备的正常系数与出现故障以后的系数加以对比,通过对比分析系数、参数之间的差异性来进行故障位置、原因的判定。通常情况下,在继电保护装置的故障处理中,参数参考法更多地应用在链路故障的检查方面。在对设备进行定值试验时,如果无法及时获得设备误差情况,且找不到设备来源时,就可以考虑选用这种故障处理方式,通过多次检测,当设备正常情况下与故障情况下的系数之间存在较大偏差时,可以用同一个继电器作为参考,随后开展相应的试验,在此过程中来进行故障原因的分析,与其他的故障处理方法相比,这种方法下的故障判定时间相对较短,能够及时、准确地获得故障信息,使得故障得以有效解决。
        3.3继电器目视法
        电力系统继电保护装置在出现故障时,其原因具有多样性,有时故障是由单一因素所造成的,而有时故障却是由多种因素所造成的。从继电保护装置的故障位置来看,故障有时处于内部,有时处于外部,一旦在故障判定的过程中,发现继电保护装置的故障处于正常设备难以检测到的部位时,可以采用目视法,这种故障处理方式比较直观,多应用于继电保护装置开关拒动问题的处理方面。当继电保护工作人员对继电保护装置发出了相应的工作指令以后,肉眼可见的地方都维持了正常的运行状态,此时可以判定继电保护装置内部出现了故障,就需要采取相应的处理措施来对内部故障加以有效识别和处理。
        3.4减少电磁干扰
        电力系统的继电保护装置运行过程中,电感和电容的耦合作用下,将会使得装置运行受到一定的电磁干扰,尤其是高频电流通过高压母线的情况下,高压母线周边会形成电磁场,二次回路在感应时同样会存在干扰电压的影响。一旦继电保护装置中的接地系统与电磁干扰情况不一致,将会使得继电保护装置在运行时存在误动现象。因此,为维持电力系统的可靠运转,为人们提供优质的电力服务,必须要在电力系统的设计过程中,适当降低设备的接地电阻,并在高频电缆中连接电容,通过这种方式来有效应对电磁干扰现象。
        3.5逐项拆除法
        逐项拆除法同样是电力继电保护装置故障处理中最为常用的方式,这种方式对于故障判定非常有效,在具体的应用过程中,必须要由专业人员来完成。专业人员需将原先并联在一起的二次回路顺序脱开,随后再依次放回,一旦在此过程中出现了故障,就可以直接判定故障位置,在这一路故障内用同样的方式来进行分支路故障的判定,直到找对最终的故障点。在继电保护装置的处理方面,逐项拆除法更适宜用在直流接地故障的查找。比如,如果在继电保护装置上存在直流接地故障,需首先通过拉路法,根据负荷的具体情况,分别短时拉开直流屏所供直流负荷的各个回路,并将切断时间控制在3s以内,一旦在切除某一回路时故障消失,就说明在此回路中存在故障,随后,再次通过拉路法来进行故障支路的判定。逐项拆除法下的故障处理虽然非常有效,但是,其在具体的应用过程中往往需要耗费较长的时间。
        结语
        电力事业进入了快速发展的阶段,电力配网日渐完善,满足了生产生活中电力需求逐步增加的现实情况。为保持电力配网的可靠运行,提高供配电的质量,继电保护装置已然成为了电力系统中不可或缺的要素,在电力事业稳步发展的过程中,电力继电保护技术、装置等迎来了新发展,继电保护使用时常常会面临可靠性不足的问题。
        参考文献
        [1]徐琰斐,张宇雷,顾川川,等.鱼菜共生发展历史、典型模式与发展趋势[J].渔业现代化,2020,47(05):1-7.
        [2]李嘉丽,赖小华,戚湛,等.鱼菜共生系统概述[J].农业技术与装备,2020(04):120-122.
        [3]杨扬.基于物联网技术的鱼菜共生系统研究进展[J].农业科技与信息,2020(01):75-79.
       
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