探討繼電保護系統中的隱形故障

摘 要：設備運行狀態量中的非電量包括機械量信號及各種化學信號等。設備缺陷導致設備異常運行，通過對異常運行的測量分析，可以揭露設備內部隱形缺陷的存在和發展情況，有利于及時檢修防止缺陷蔓延與發展。文章通過繼電保護系統中隱形故障的危害和解決措施、隱形故障的監測與控制等方面探究繼電保護系統中的隱形故障。

關鍵詞：繼電保護 隱形故障 措施

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（c）-0112-01

在發電廠安全生產過程中，繼電保護裝置長時間運行，保護裝置可能出現故障。在這些故障中，有些為顯性，能通過監控系統看到告警信息；有些故障卻不會產生任何告警信息，同時又影響保護裝置正常工作，對設備安全運行埋下了隱患。設備運行狀態量中的非電量包括機械量信號及各種化學信號等。機械量信號有：（1）與安全生產無直接關系的信號，如聲音、設備溫度等。（2）與安全生產有直接關系的信號，如繼電保護信號等。化學信號視具體的設備和故障情況不同，如絕緣油含烴量、潤滑油酸階等。

1 繼電保護系統中的隱形故障的危害和解決措施

1.1 重合閘的隱形故障

2009年夏天雷雨季節，兩跨省聯絡線因雷擊導致兩側同時跳閘，重合閘不成功。事后檢查保護裝置回路接線正確，故障錄波圖和故障事件記錄均表明為單相接地且為對角線的相。在平行雙非故障線路可能由于零序互感的原因產生縱向互感零序電勢，如果故障點與隱形故障線路電氣距離較遠，故障點產生的橫向零序電勢不足以抵消互感零序電勢的影響，其綜合作用與線路單相跳閘后非全相運行的情況類似，此時，隱形故障線路兩側的零序方向均為正方向，零序方向縱聯保護是否誤動取決于零序動作電流。多會有零序互感關聯的線路發生接地故障時，非故障線路零序方向保護可能誤動作。由于在線路換位對稱的條件下，正、負序無互感，同時，也只有在“強磁弱電”的條件下，隱形故障線路才可能誤動，這兩種情況下，負序電壓、電流與零序電壓、電流的比值均很小。可以采用電流電壓負序分量閉鎖零序方向縱聯保護的方式，來防止非故障線路零序方向保護誤動作，采用此方法后，原來電壓二次回路連接不規范，存在附加電壓影響零序電壓相位，導致零序方向元件誤動的問題也得到解決。

1.2 電動機的隱形故障

電動機帶有一臺離心風機（110 kW，201 A 380 V，四極三角形連接）采用ABB公司塑殼斷路器S3H250 R250 TM 10Ith 3P空載情況下直接全壓啟動電動機，接觸器吸合瞬間，斷路器立即脫扣，更換較大容量斷路器后，電動機可以啟動，通過電氣柜門上的儀表讀到啟動電流為1600 A左右，約8.0 xIe，用戶認為ABB提供的斷路器保護特性不合格。籠型異步電動機全壓啟動的電流波形圖和三相對稱短路電流波形類似，啟動瞬間的第一個周波，電流尖峰值最大，約為穩態啟動電流的2～2.3倍，之后逐漸衰減，約4，5個周波后回到穩態啟動電流。S3H250 10Ith斷路器的磁脫扣值允許范圍為2000～3000 A，尖峰電流值在這個范圍內時，S3H250 10Ith瞬時脫扣是合理的。問題在于電機整定值設置不當造成。

2 隱形故障的監測與控制

2.1 狀態檢修

狀態檢修工作基本流程包括：設備信息收集、設備狀態評價、風險評估、檢修策略、檢修計劃、檢修實施及績效評估七個環節。傳統的故障檢修和定期檢修方式主要缺點是陪試率低和陪修率高，增加了不必要的生產成本，且給設備帶來負面影響。隨著技術進步和電網快速發展，傳統的檢修方式已經難以適應當前電網發展和公司發展的需要。狀態檢修管理模式減輕了勞動強度，提高了工作效率，為提高設備運行可靠性提供了保障。檢修人員的定期試驗和測量工作大大減少，節省了大量的備品經費。降低了設備因定期檢修引起故障的可能性。

2.2 電廠熱故障在線監測

當由于各種原因破壞了鐵心絕緣而造成片間局部短路時，短路的局部區域將產生較大的渦流而發熱，進一步破壞相鄰部分的片間絕緣而使故障擴大。當環流增大到一定程度時，將使硅鋼片熔化、局部高溫同時將破壞繞組（線圈）絕緣造成電氣事故。根據實際需要靈活設置自動巡檢方案、巡檢方案啟動時間及啟動頻率，在巡檢過程中，根據設置的自動診斷規則，自動分析診斷熱故障，并通過短信等方式發布報警信息，包括單區域溫度報警、多區域溫度報警、多區域（多相）之間溫差報警。根據熱故障監測實際需要設置的監測點，系統自動采集紅外圖譜，并自動采集與之配套的可見光圖像，通過紅外熱像圖重新解讀與再分析模塊、符合規程的輔助診斷模塊、圖形檢索和對比模塊、圖庫分類管理和查詢模塊、檢驗報告管理模塊對設備的健康狀況進行監測，以便分析診斷。

3 結語

電力系統繼電保護原理中的接觸問題存在著，是不可避免的，但也無法徹底消除。觸點故障是導致大過失的主要因素之一，我們必須采取切實有效的措施將其控制。目前，在很多系統中已經呼吁采用接觸式故障監測和控制方式。伴隨著計算機技術及人工智能的發展，會出現更多的方法來減少隱形故障對運行設備的影響，從而避免大規模電力事故的發生。

參考文獻

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