电力系统继电保护故障及预防措施

发表时间:2021/7/9   来源:《中国电业》2021年第8期   作者:张楠
[导读] 电力是社会不可或缺的能源之一,电力系统在其中发挥着关键作用,由于电网运行方式较为复杂,

        张楠
        新疆楚源电力工程有限公司  830000        
        电力是社会不可或缺的能源之一,电力系统在其中发挥着关键作用,由于电网运行方式较为复杂,其处于频繁变化的状态之中,因此为保障电力系统运行的安全可靠,必须加强在日常使用中的维护,而继电保护装置便是其中的关键所在。继电保护装置的应用,可避免电力系统故障所造成的风险,维护电网设备的安全。但由于受各种因素的影响,继电保护装置本身也面临着故障风险,一旦发生故障将无法发挥保障功能,影响电力系统的安全运行。鉴于此,本文基于电力系统保护视角,探讨继电保护装置的常见故障及预防,以其全面发挥其功能优势,预防电力系统运行事故的发生。电力属于清洁能源之一,发挥着重视地社会能源供应职能,随着社会用电量的急剧攀升,对于供电质量的要求也日益提高,如何保障电力系统地高效安全运行,成为行业亟待解决的问题。通常而言,为提升电力系统供电质量,继电保护装置被广泛应用其中,并且依托网络信息技术优势,实现了自动化控制的目标,能够对电力运行状态实施监测。但在实际的应用也不乏各种故障问题,严重阻碍了电力系统地安全运行,因此必须重视继电保护装置的分析,对部分常见故障及时排除和预防。
        电力系统中继电保护装置的重要性
        以我国目前的电力消耗而言,已经占据了极大的比重,更成为最重要的电力能源市场。与此同时,国家在“十三五规划”中强调加强电力能源保障,相继加大了电网基础设施地投入,逐步形成了更加庞大的电力网络。事实上,电力系统的应用与保障,不仅体现在宏观层面上,从微观的继电保护装置应用中,同样需要加强关注与研究。继电保护装置主要应用于电力末端节点,避免因电压不稳、浪涌、短路等问题导致的设备损坏,通过对电力环境地监测及时进行保护,维护末端电力设备地安全运行。并且,依托对继电保护装置数据的收集,可以对电力系统故障实现快速定位、分类及排除,实现电力系统管理的自动化、智能化。
        电力系统继电保护装置的常见故障
        继电保护装置定值故障
        由于电力系统运行过程并非一成不变的,而是随着电力应用程度的变化而变化,因此继电保护装置在应用中会涉及到定值问题。一般来说,继电保护装置应用需要满足部分条件,以更好地发挥其保护效用,但如果受到定值因素的影响,其实际效果将大打折扣,主要源于两个方面,一方面是人为因素,即继电保护装置的安装及使用中,受到人员专业能力、计算精确性等影响,在继电保护装置定值时产生较大误差,导致理论与实际之间存在不匹配性;另一方面是装置因素,即由于继电保护装置属于电子器件,对其质量、寿命及使用条件要求更高,如果出现元件老化、损坏、环境变化及电源故障等,均会导致定值漂移现象,影响其实际功能的发挥。继电保护装置运行故障继电保护装置作为电力系统的重要组成,其所承担的保护功能是长期性地,面对复杂地电力运行变化,继电保护装置的功能要求也更高。而正是受制于此,继电保护装置在实际的应用中,在内部因素及外部环境的影响下,极易发生偶发性的运行故障,如设备长期高负荷运转及电网线路温度过高等,都将成为导致继电保护装置故障的因素,若不加强检测与维修,将难以确保继电保护装置的长期有效运行。
        继电保护装置元件质量
        根据继电保护装置所发挥的功能看,其功能范围越宽泛,所应用的精密测量元件数量也越复杂,而众多元件的组合应用,不仅考验着其设计能力,更对元件的质量提出更高要求。一般而言,继电保护装置由电流互感器、二次保护回路、测量元件及执行输出等构成,特别是测量元件需要较高的敏感度,一旦电网出现负荷异常时,需要及时做出反应。反之,如果其元件质量不达标或者灵敏性不够,当电网负荷变化较大时仍无法检测,导致继电保护开关无法启动。


        电流和电压互感器故障
        短路或断路是电力系统运行中的最常见问题,并且所造成的损害也是极其巨大地,尤其是短路问题产生时,电网会瞬间产生极高电流和电压,这就需要继电保护装置利用二次回路电流予以保护。而电流和电压互感器属于其前端元件,如果出现饱和故障,将无法完成二次回路电流,或者装置存在误动、拒动等问题,导致整个电网的停电问题。
        外部因素引发装置故障
        继电保护装置应用场景复杂,需要结合实际环境科学应用,如果不能规避外部环境因素带来的影响,势必影响其使用效果。如在强电磁干扰的环境下,断电保护装置极易产生元件故障,导致指令地误传或者保护地误动等。另外,开关保护设备作为关键组成,同样对继电保护产生着影响,尤其是在用电高负荷区域,开关保护设备作用显著,必须加强与继电保护的配合,一旦出现故障将无法发挥作用。
        电力系统继电保护装置故障预防措施
        替换法在故障处理中的应用
        根据继电保护装置的设计要求和应用特点,在继电保护装置发生故障时,应充分考虑其影响因素,主要是针对其内部结构及元件实施检查,若判断为其相关元件存在故障,或者是元件功能不稳定等问题,则应直接采用替换的方式进行维修,确保故障得到根本上的排除。通常而言,替换法是继电保护装置最常用方法,操作中可采取替换检验的方式进行,当继电保护装置发生故障时,可利用周边备用插件、设备作为替代,若故障在替代元件后消失,则表示故障处理有效,否则应继续深入分析问题。以110kV旁路故障为例,当LFP-941A微机保护灯闪烁时,故障检测难度较高,此时可将备用设置插件对调,以检测故障的源头。
        参照法在故障处理中的应用
        顾名思义,参照法主要是依托于数据值的比较,以寻找异常数据信息,如将继电保护装置的正常参数与异常参数实施对比,判断故障的产生因素及故障点。主要包括如下方面:(1)回路改造或者更换设备后,实施二次连接但仍无法恢复时,可以依据故障特点对同类型设备进行接线参照,如故障排除则表示接线错误所致。因此在继电保护装置的接线中,可以适时采取参照接线方式,避免二次接线错误问题,并在此过程中对线头进行分类编码,以减少后续维护的压力。(2)在继电保护装置定值校验中,若存在设定值与实际值差距较大时,应优先对刻度值实施调整,而非是判定继电器性能好坏,通过调整和测量以发现问题,并及时更换。(3)保护带负荷试验中的数据难以确认时,可以参照同类型设备的数据进行读取,通过微机所显示信息进行比较,以缩小故障判断的范围。
        分段法在故障处理中的应用
        针对继电保护装置的故障处理时,可以将其划分为两个或者多个分析部分,并依据相应的步骤实施处理。(1)在继电保护装置中高频保护装置无法发送告警信号时,由于其涉及到两侧收发信机及通道设备,因此可以采取分段法实施处理。即依据通道分布及功能规律,将通道进行分段检验,利用电平表对其功能进行确定,检查是否具备正常的自发自收功能,以判断其故障点及范围。反之,则再次接入其他通道结合滤波器通信电缆端测,对相关的电缆线进行检测,判断故障的产生范围。(2)在光纤通道及远动检测中,将各通道口断开,随后利用短接内回路对各个通道进行检测,通过对装置内部信息的收集,以判断其功能的有效性。最后再对外侧短接环信号接收情况进行分析,判断通道的运行情况,避免故障的产生。
        结语
        总而言之,随着电力系统规模的增加,继电保护装置的应用范围也越来越大,为保障电力系统运行安全,应加强对继电保护装置的关注,切实排除常见的故障,并采取相应的预防措施,以降低检测与维修的成本,真正保证电力能源的持续供应,确保社会活动、生成活动地顺利开展。
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