電力系統(tǒng)繼電保護的組成及故障分析
摘 要：電力在現(xiàn)代社會和生活中的作用非常重要，加強對電力系統(tǒng)的維護也就顯得格外關(guān)鍵。繼電保護裝置在電力系統(tǒng)中占據(jù)著不可或缺的地位，它為電力設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)提供了重要保障。文章通過對電力系統(tǒng)中繼電保護的組成進行論述，以及對常見故障進行詳細分析，并提出了幾點有效的故障處理措施。
關(guān)鍵詞：繼電保護;電力系統(tǒng);組成;故障分析;
一、繼電保護裝置的組成
繼電保護裝置系統(tǒng)由測量采集部分、邏輯判斷部分和出口執(zhí)行部分組成。它的工作流程是：故障發(fā)生時，電網(wǎng)各處的電流或電壓會發(fā)生異常;裝設(shè)于相應(yīng)節(jié)點的CT、PT等測量設(shè)備感受到故障電氣量，經(jīng)過轉(zhuǎn)化后，通過二次電纜或光纖傳送至繼電保護裝置;繼電保護裝置將二次電氣量的大小與預(yù)設(shè)整定值進行比對;若二次電氣量超出整定值且持續(xù)至整定時間，則保護裝置會開放相應(yīng)出口去執(zhí)行跳閘或報警發(fā)信;反之，則保護裝置不發(fā)指令或僅僅啟動但又馬上復(fù)歸。
二、繼電保護常見故障分析
(一)開關(guān)設(shè)備故障
開關(guān)設(shè)備故障多是因選用的開關(guān)不符合要求而造成的。常見的開關(guān)設(shè)備是負荷開關(guān)或熔斷器與負荷開關(guān)的組合裝置，這兩種開關(guān)設(shè)備的作用地點和作用方式不同，如果在實際使用中開關(guān)選擇不當，則會引發(fā)電路系統(tǒng)故障。
(二)電流互感飽和故障
如果電流互感器的額定電流出現(xiàn)異常變化，則表明電力系統(tǒng)的設(shè)備終端發(fā)生了短路故障。如果電流達到或接近電流互感器額定電流的近百倍，則說明短路故障可能發(fā)生在靠近終端設(shè)備區(qū)的位置;電流互感器因為時限過流保護裝置動作而出現(xiàn)阻止動作時，多是因一般的線路短路而引起的電流感應(yīng)飽和;如果整個配電系統(tǒng)斷電，則可能是因為出現(xiàn)口線存在故障，進而引發(fā)配電所進口線保護動作。
(三)電網(wǎng)運行故障
電網(wǎng)運行故障是電力繼電保護中最容易出現(xiàn)的故障，其最直接的表現(xiàn)是繼電保護拒動或誤動，比如電路局部溫度過高，導(dǎo)致繼電保護裝置失靈;電壓互感器的二次電壓回路故障;主變差動保護開關(guān)拒合誤動等。以電壓互感器二次電壓回路為例，在變壓器和電磁型母線保護的零序電壓值處理中，大多使用小刻度繼電器或短接其中的電阻實現(xiàn)，這樣可減小開口三角回路的阻抗。當供電系統(tǒng)電流增大時，長時間運行后會導(dǎo)致此處的斷線圈被燒斷，進而對繼電保護動作造成影響。
(四)繼電設(shè)備故障
繼電設(shè)備問題多是因其設(shè)備質(zhì)量沒有完全達到相應(yīng)的國家標準而引起的。如果常見的機電型、電磁型繼電保護裝置的整體性能較差，則會增加設(shè)備故障出現(xiàn)的概率;如果繼電保護裝置中晶體管的性能和質(zhì)量較差，則會造成電網(wǎng)運行不協(xié)調(diào)，甚至導(dǎo)致誤動或拒動等故障。
三、繼電保護故障的處理方法和措施
(一)替換法
在電力繼電保護的維修中，如果通過故障分析判斷出其內(nèi)元件或插件存在問題，則一般采用更新元件的方法代替檢查。使用這種方法時，需要注意用于替換的元件或插件內(nèi)的程序、跳線應(yīng)與系統(tǒng)內(nèi)元件或插件完全一致，從而可正常進行故障檢測。這種方法簡便省時，但會造成不必要的浪費。
(二)參照法
當故障是因接線錯誤而引起的，在定值校驗的過程中出現(xiàn)測試值與預(yù)測值差距較大且無法對其原因進行判斷時，多采用參數(shù)比較的方法。通過非正常設(shè)備與正常設(shè)備的.技術(shù)參數(shù)比較，可判斷故障發(fā)生的原因。比如在進行繼電保護裝置帶負荷試驗時，可以根據(jù)同類運行設(shè)備上的數(shù)據(jù)與試驗數(shù)據(jù)進行對比，并根據(jù)微機保護液晶顯示屏、指示燈等的情況逐項排除，從而縮小檢測范圍。
(三)短接法
線路短接法多用于電流回路開路、切換繼電器不動作或電磁鎖失靈等電力繼電保護故障中，是用線短接將線路回路某一段短接，判斷故障位置是否在短接線回路范圍內(nèi)，從而逐步縮小故障范圍。
(四)直觀檢查
直觀檢查法適用于無法利用專業(yè)的電子儀器進行故障檢測或無法替換元件的電力繼電保護故障中。直觀檢查法是對故障處元件進行拆解，觀察其內(nèi)外部構(gòu)造是否發(fā)生了物理改變，通過直觀的判斷尋找故障位置并進行維修。
(五)逐項拆除法
逐項拆除適用于電線回路故障檢測，其操作方法是將并聯(lián)在一起的二次回路拆開，再按原來的順序逐個接回，在接回過程中，一旦出現(xiàn)故障，則證明故障發(fā)生于剛接回的線路中，進而可對此段線路進行仔細分析，確定電器故障點后，便可對故障進行維修。
四、繼電保護今后的發(fā)展趨勢
總的來說，繼電保護的發(fā)展趨勢應(yīng)該朝著網(wǎng)絡(luò)化、智能化、環(huán)保化的方向進行。
(一)網(wǎng)絡(luò)化
電力系統(tǒng)各部分是緊密相連的，進行復(fù)雜故障判斷需要基于全網(wǎng)信息進行，而目前僅差動保護和縱聯(lián)保護略微達到這個要求。隨著強大數(shù)據(jù)通信技術(shù)的出現(xiàn)，整個系統(tǒng)的繼保裝置必然打破現(xiàn)有的孤立狀態(tài)、實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，這樣就能使任意一個裝置共享系統(tǒng)的所有故障信息，進而實現(xiàn)更加準確可靠的故障處理。
(二)智能化
主要指將人工智能技術(shù)植入保護裝置，除實現(xiàn)常規(guī)的自動化功能外，如自動報警，自動識別故障及處理，還具備先進的自我診斷功能。
(三)環(huán)�；�
環(huán)保問題已上升為全球問題，電力是最主要的二次能源，其利用同樣應(yīng)該執(zhí)行環(huán)保策略。因此，今后的繼電保護應(yīng)實現(xiàn)電能在轉(zhuǎn)化、傳輸及變電過盡可能少的損耗和浪費等。
總之，繼電保護是電網(wǎng)中一項十分重要工作，它關(guān)系到電力設(shè)施的安全運行，必須引起足夠的重視。因此相關(guān)電力部門應(yīng)不斷擴大電力系統(tǒng)繼電保護的規(guī)模，引進更加成熟可靠的新技術(shù)，提高故障處理能力，保障電力系統(tǒng)的正常運行，使電力行業(yè)繼電保護管理的水平更上一層樓。
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