火力發(fā)電廠中繼電保護(hù)裝置故障的檢測(cè)與維修分析

王謙君

神皖池州九華發(fā)電有限公司，安徽合肥 230022

火力發(fā)電廠的繼電保護(hù)裝置是發(fā)電廠的基礎(chǔ)設(shè)施之一，對(duì)電廠的安全起著重要的保護(hù)作用，繼電保護(hù)裝置在使用的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，這些問(wèn)題都會(huì)成為電廠的安全隱患，一旦發(fā)生事故，將對(duì)電廠的人身財(cái)產(chǎn)造成巨大的損失，十分危險(xiǎn)。因此，對(duì)繼電保護(hù)裝置的故障檢測(cè)必須貫穿到日常工作當(dāng)中，有規(guī)律的檢測(cè)、及時(shí)的維修是確保繼電保護(hù)裝置安全運(yùn)行的基礎(chǔ)。本文對(duì)常見故障進(jìn)行了歸納，提出了維修方法。

1 火力發(fā)電廠繼電保護(hù)裝置的概況

火電廠的電網(wǎng)系統(tǒng)都配有統(tǒng)一的繼電器保護(hù)裝置，利用量變來(lái)保護(hù)電路，一旦有故障發(fā)生，可以確保在時(shí)間和區(qū)域都是最小值的狀態(tài)下將故障設(shè)備自動(dòng)從系統(tǒng)中切除，也可以發(fā)出警報(bào)信號(hào)，讓值班人員前來(lái)查看異常，排除故障，以減輕或避免設(shè)備的損壞和對(duì)相鄰地區(qū)供電的影響?；鹆Πl(fā)電廠的繼電保護(hù)裝置有如下特點(diǎn)。

1.1 安全可靠

安全可靠這一特性可以從根本上起到繼電保護(hù)作用。安全性可以保證不發(fā)生誤動(dòng)，可靠性可以保證不發(fā)生拒動(dòng)，由于拒動(dòng)和誤動(dòng)都會(huì)給電網(wǎng)系統(tǒng)帶來(lái)不利的影響，安全可靠的性能無(wú)疑對(duì)電網(wǎng)起到了多重保護(hù)。

1.2 智能選擇

選擇性是指當(dāng)保護(hù)裝置本身保護(hù)的設(shè)備或線路出現(xiàn)故障時(shí)，例如設(shè)備故障、線路保護(hù)故障、斷路器拒動(dòng)故障。這時(shí)允許相鄰設(shè)備進(jìn)行保護(hù)處理[1]。

1.3 高效速動(dòng)

這一特點(diǎn)可以盡快切除繼電保護(hù)裝置中的短路故障，并發(fā)給員工一個(gè)準(zhǔn)確的信號(hào)，通知工作人員盡快處理故障，其目的是提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低故障的損害程度，提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。

1.4 靈敏性

火電廠電網(wǎng)系統(tǒng)在被保護(hù)的范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置可以進(jìn)行快速反應(yīng)，靈敏度很高。不論故障出現(xiàn)的位置和類型如何，以及故障處是否有過(guò)渡電阻，繼電保護(hù)裝置都可以快速正確反應(yīng)。在三相短路、兩相或單相短路的情況下都能可靠動(dòng)作。

繼電保護(hù)裝置的四個(gè)特性相互聯(lián)系又相互矛盾，在實(shí)際的工作當(dāng)中，我們要結(jié)合火電廠電網(wǎng)系統(tǒng)本身的性質(zhì)來(lái)辯證統(tǒng)一地看待。繼電器保護(hù)裝置只有具備這四個(gè)基本性能才能起到預(yù)防事故的作用，在最短的時(shí)間內(nèi)解決火電廠電力系統(tǒng)中發(fā)生的故障。繼電保護(hù)裝置的四個(gè)特性對(duì)確?；痣姀S的正常運(yùn)行，起到一定的監(jiān)察作用，可以排除大部分的故障原因，減少損壞的組件，對(duì)電網(wǎng)設(shè)備起到保護(hù)作用。警告異常工作條件下的電氣設(shè)備和信號(hào)，提示工作人員及時(shí)采取措施處理，對(duì)生產(chǎn)自動(dòng)化控制進(jìn)行遙控、遙測(cè)[2]。

2 繼電保護(hù)裝置檢測(cè)的意義

2.1 安全的重要保障

自動(dòng)保護(hù)裝置能準(zhǔn)確快速地、有選擇的連接到斷路器跳閘故障組件切指令，及時(shí)并最大限度地減少電力系統(tǒng)的損害，迅速及時(shí)恢復(fù)正常運(yùn)行。經(jīng)常對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行檢測(cè)可以防患于未然防患于未然。很多繼電保護(hù)裝置的故障維修需要一定的時(shí)間，如果等到故障產(chǎn)生危害時(shí)再進(jìn)行檢測(cè)會(huì)給電廠帶來(lái)更大的損失。

2.2 運(yùn)行狀況的監(jiān)控器

火電廠繼電保護(hù)裝置可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，在這樣高強(qiáng)度的控制下確保電網(wǎng)系統(tǒng)正常運(yùn)行。

2.3 對(duì)異常情況自動(dòng)分析

發(fā)現(xiàn)異常情況之后，可以自動(dòng)檢測(cè)并分析原因，迅速確定故障區(qū)域，對(duì)下一步的檢修進(jìn)行指導(dǎo)和提示。

2.4 提示異常狀態(tài)

電氣設(shè)備工作狀態(tài)取決于設(shè)備的操作、維護(hù)條件和及時(shí)的異常信號(hào)，提示工作人員在值班時(shí)對(duì)運(yùn)行不正常或有缺陷的設(shè)備進(jìn)行及時(shí)維護(hù)。保護(hù)裝置在非值班人員處理的情況下，會(huì)自動(dòng)做出相應(yīng)的調(diào)整，或選擇性去除那些故障繼續(xù)運(yùn)行。電力系統(tǒng)保護(hù)必須具有速度和流動(dòng)性、可靠性，以保護(hù)裝置的維護(hù)和火電廠電力系統(tǒng)的管理正常運(yùn)行，使優(yōu)勢(shì)作用充分發(fā)揮。

3 常見故障歸納

3.1 電壓互感器（PT）的二次回路故障

變壓器是繼電器測(cè)量設(shè)備的起點(diǎn)， PT 二次電壓回路保護(hù)誤動(dòng)作失敗的結(jié)果是嚴(yán)重的拒動(dòng)。PT 二次電壓回路故障主要集中在以下幾個(gè)方面：首先，PT 二次中性點(diǎn)接地異常[3]。第二中性點(diǎn)不接地（虛擬存?。┗蚨帱c(diǎn)接地性能異常。二次中性點(diǎn)不接地（虛擬存?。┑脑虺俗冸娬窘拥鼐W(wǎng)的原因之外，還由布線過(guò)程導(dǎo)致。 其次，PT 開口三角電壓回路異常。PT開口三角電壓回路斷線，導(dǎo)致機(jī)械原因短路和PT 二次損失壓力[4]。PT 二次電壓損失的經(jīng)典問(wèn)題困擾著電壓保護(hù)，是簡(jiǎn)單地打破各種設(shè)備的性能和二次回路缺陷造成的。

3.2 繼電器的觸點(diǎn)故障

繼電器觸點(diǎn)在出現(xiàn)以下問(wèn)題時(shí)對(duì)電網(wǎng)的影響很大，比如觸頭材料的類型不同，電壓和電流的值不同等等。由于負(fù)載的不同和工作頻率的變動(dòng)，電網(wǎng)的內(nèi)部設(shè)備運(yùn)行會(huì)發(fā)生變化，這些變化對(duì)電網(wǎng)的演進(jìn)產(chǎn)生一定的影響。如果任何這些因素都不能滿足預(yù)定的值，如金屬電解、接觸焊、磨損或接觸電阻快速增加等問(wèn)題之間的聯(lián)系異常，故障也時(shí)有發(fā)生。這在很大程度上影響繼電器的接點(diǎn)，反過(guò)來(lái)會(huì)影響整個(gè)火電廠電力系統(tǒng)的安全性和可靠性。

3.3 電磁系統(tǒng)鉚裝件的變形

零件彎曲，鉚歪斜變形會(huì)給下道工序的裝配或調(diào)整帶來(lái)影響，會(huì)導(dǎo)致下道工序嚴(yán)重變形甚至報(bào)廢。這是由于鉚接部分超長(zhǎng)、過(guò)短或擠壓力過(guò)大造成的。但并不意味著電磁系統(tǒng)鉚裝件的變形是由設(shè)計(jì)模具裝配錯(cuò)誤尺寸或零件放置不當(dāng)引起的。電磁系統(tǒng)安裝的鉚釘變形會(huì)影響保護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行，在同一時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生不利于火電廠電力系統(tǒng)安全性的問(wèn)題。

4 故障維修探析

以微處理器為基礎(chǔ)的繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行過(guò)程中的問(wèn)題需要及時(shí)解決，由于繼電保護(hù)系統(tǒng)組件復(fù)雜，計(jì)算機(jī)化程度越來(lái)越高，僅僅對(duì)失敗的繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行分析來(lái)確保中繼系統(tǒng)故障完全排除的技術(shù)手段在實(shí)際的操作中有一定難度。以下是幾個(gè)簡(jiǎn)單的故障分析總結(jié)補(bǔ)救措施。

4.1 使用一種替代方法，排除故障保護(hù)繼電系統(tǒng)

替代方法是用相同的元素，而不是懷疑有故障的部件以確定它是否是好還是壞，所以采取這種方法工作人員可以迅速縮小范圍找到故障。替代方法是處理集成的自動(dòng)保護(hù)裝置內(nèi)部故障最常用的方法[5]。這種方法是比較常用的，也是基于微處理器的繼電器保護(hù)設(shè)備的故障分析得來(lái)的，此外，替代方法常用的組件需要更復(fù)雜的電路保護(hù)裝置和故障排除的數(shù)量來(lái)確定。

4.2 使用交叉引用，以確認(rèn)繼電保護(hù)系統(tǒng)故障

比較常用的方法還有通過(guò)正常的同型號(hào)同規(guī)格的設(shè)備技術(shù)參數(shù)的校準(zhǔn)報(bào)告，在較大的差異的情況下進(jìn)行比較故障點(diǎn)。此方法主要用于驗(yàn)證程序檢查接線錯(cuò)誤，并不能確定故障的原因。此外，在繼電保護(hù)系統(tǒng)上設(shè)置檢查不能很容易地確定中繼系統(tǒng)是好還是壞，因?yàn)椴罹噍^大，測(cè)試值和設(shè)定值時(shí)的保護(hù)裝置難以調(diào)整，這時(shí)工作人員可以用循環(huán)恒定奇偶檢測(cè)儀器來(lái)進(jìn)行類似的保護(hù)設(shè)備維修，從而證實(shí)了繼電保護(hù)系統(tǒng)故障。此外，還可以使用一個(gè)直觀的繼電保護(hù)系統(tǒng)故障排除方法。直觀的方法是不使用儀器逐點(diǎn)測(cè)試，在一個(gè)無(wú)故障插件內(nèi)進(jìn)行備件更換排除故障。

4.3 短路確認(rèn)繼電保護(hù)系統(tǒng)故障

確認(rèn)中繼系統(tǒng)的故障的位置還可以使用電路短路的方式，這樣確認(rèn)在電路故障范圍之內(nèi)發(fā)生的短路故障可以快速縮小檢查范圍。由線為基礎(chǔ)的繼電保護(hù)系統(tǒng)在大量的繼電保護(hù)系統(tǒng)中出現(xiàn)會(huì)故障，次級(jí)電路故障是最常見的故障。要確認(rèn)故障繼電器保護(hù)系統(tǒng)，需要依次除去第一次級(jí)電路的位置，然后把回路一個(gè)接一個(gè)，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，這個(gè)循環(huán)就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。確認(rèn)故障所在的回路之后，再將循環(huán)部件放置回拆除命令 ，以確定電路元件的故障。短路確認(rèn)繼電保護(hù)系統(tǒng)故障也是常用的排除故障的方法之一，這種方法與以上幾種方法相比有更大的優(yōu)勢(shì)，因此使用頻率更高。

5 結(jié)論

繼電保護(hù)裝置在日常使用中會(huì)出現(xiàn)一些故障，這些故障如果不及時(shí)檢測(cè)維修會(huì)帶來(lái)重大的安全隱患，一旦發(fā)生事故，將對(duì)電廠的人身財(cái)產(chǎn)造成巨大的損失，十分危險(xiǎn)。因此，對(duì)繼電保護(hù)裝置的故障檢測(cè)必須貫穿到日常工作當(dāng)中，有規(guī)律的檢測(cè)、及時(shí)的維護(hù)是確保繼電保護(hù)裝置安全運(yùn)行的基礎(chǔ)。本文將常見故障歸類綜述，目的是要對(duì)繼電保護(hù)裝置的安全問(wèn)題進(jìn)行徹底的分析。在今后的工作中，火力發(fā)電廠的繼電保護(hù)裝置的檢測(cè)問(wèn)題依然是值得繼續(xù)關(guān)注的。

[1]汶占武，尚建國(guó).微機(jī)在繼電保護(hù)中應(yīng)用的歷史、現(xiàn)狀及未來(lái)[J].楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011(1).

[2]張國(guó)雄.繼電保護(hù)技術(shù)分析[J].中小企業(yè)管理與科技，2009.

[3]陳巖，段俊祥.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].硅谷，2010(17).

[4]黃敏飛.繼電保護(hù)在綜合自動(dòng)化變電站中的應(yīng)用與探討[J].廣東科技，2009(14).

[5]王翠平.繼電保護(hù)裝置的維護(hù)及試驗(yàn)[J].科苑論壇，2007(4).