火力發電廠繼電保護設備的檢修方案研究

摘要：繼電保護設備對電力系統的維護和發展有著重要的作用。文章在對火力發電廠繼電保護進行概述的基礎上，分析了影響火力發電廠繼電保護設備的主要因素及火力發電廠繼電保護存在的不足，并為繼電保護設備的檢修方案提供了指導，旨在實現我國火力發電廠電力系統的健康、穩定、安全發展。

關鍵詞：火力發電廠；繼電保護設備；檢修方案；電力系統；自動裝置 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM77 文章編號：1009-2374（2016）05-0123-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.05.062

1 火力發電廠繼電保護概述

1.1 火力發電廠繼電保護含義

繼電保護是電力系統正常運行的保障，主要是依靠一系列的自動裝置實現的。火力發電廠繼電保護的工作原理是：當電力系統運行出現異常、故障時，電氣量就會發生明顯的變化，這個時候繼電保護系統裝置會將變化的電氣量和正常運行下的電氣參數進行對比，從而發現故障的類型，據此做出操作。比如當電力系統的局部元器件出現異常或者系統運行出現異常時，繼電保護系統的裝置會發出一種預警信號，督促有關人員加以處理。繼電保護系統裝置會自動切除故障元件，直接縮小故障的范圍，保障其他系統的安全運行，同時還能夠運用采樣板對正在運行的系統電壓、電流等參數進行監控。除此之外，繼電保護裝置還有綜合自動化保護的功能，當電源突然中斷，繼電保護裝置聯合其他自動裝置會立即啟動備用電源，從而保障電力系統的穩定、安全運行。

1.2 火力發電廠繼電保護的意義和特點

1.2.1 火力發電廠繼電保護的意義。繼電保護裝置是火力發電廠正常運行的保障，對國家的經濟發展有著重要的意義。現階段，我國主要發電方式是火力發電、風力發電，運用了多種繼電保護設備，對其電力系統設備的安全維護具有重要意義。一旦發電廠設備運行出現異常或者故障，繼電保護設備能夠在故障發生時及時檢測到異常的信號，并在最短時間內排除故障，減輕設備的損壞，將故障元件和電源系統進行隔離，從而保證設備不受傷害，維護電力系統的安全運行，促進我國經濟的穩定發展以及人們生活的穩定。

1.2.2 火力發電廠繼電保護的特點。火力發電廠繼電保護的特點主要體現在以下四個方面：第一，靈敏性。當火力發電廠系統在保護的范圍內出現故障時，繼電保護裝置會對其進行快速的反應，具有很強的靈敏度，能夠對故障的位置以及類型進行及時、準確的判斷；第二，高效速動性。繼電保護系統的高效速動性能夠及時切除繼電保護裝置安全范圍內的各種短路故障，并能發出信號及時通知有關人員進行故障處理，從而提升系統的安全性、穩定性，減少故障的損害；第三，智能選擇。當故障本身設備或者線路出現故障時，繼電保護裝置能夠利用與之相鄰的設備對其進行保護處理；第四，可靠安全性。繼電保護裝置的安全性能夠保證系統不發生誤動、可靠性能夠保證系統不發生拒動，從而實現對電網的多重保護。

1.3 火力發電廠繼電保護的影響因素

現階段存在一些因素制約繼電保護的可靠性和安全性，使其不能夠完全發揮保護作用，主要包含以下三個方面的因素。

1.3.1 雷電因素。不同形式的雷擊會對火力發電廠的繼電保護系統功能產生不同程度的破壞，當發電廠的接地部位被雷擊時，會產生高頻電流，從而造成電廠的接地網的電位迅速升高。在這種高阻抗的條件下，會提高繼電保護裝置的報故障錯誤率，在很大程度上降低繼電保護裝置的靈敏度和穩定性。

1.3.2 高頻因素。一旦發電廠的隔離開關工作緩慢，需要較長的操作時間，開關的觸點之間會產生電弧閃絡，從而導致高頻的電壓或者電流，繼而造成繼電保護系統的異常操作，對其正常運行產生影響。

1.3.3 電源因素。直流電源對干擾火力發電廠的設備功能，一旦發生接地故障，會產生很多異常狀況，比如當發生直流回路電路故障時，會產生短時斷電，從而對繼電保護的穩定性產生制約。

2 繼電保護設備裝置的檢測和維修

繼電保護的構成主要分為測量單元、邏輯單元和執行單元。其中，測量單元主要對火力發電廠的電力設備參數和運行狀況進行測量，并與標準值進行比較，從而判斷運行系統是否正常。邏輯單元主要是通過對邏輯關系的分析和判斷來對故障類型進行確定，進而執行相應的繼電保護操作。執行單元主要是執行元件在收到繼電保護信號后對設備進行的跳閘切斷等動作。

2.1 繼電保護設備裝置的檢測

繼電保護檢測包括安裝后檢測、定期檢測和出現故障時的檢測三種。在具體的檢測工作之后要將檢測結果告知給運行人員，并要做好配電盤的記錄工作，及時處理發現和處理繼電保護設備裝置中存在的問題。繼電保護設備裝置的檢測內容主要體現在以下兩個方面：

2.1.1 對繼電器以及輔助設備機械性能的檢測。對繼電器以及輔助設備機械性能的檢測按照繼電器以及其保護裝置操作流程進行檢測，對其外觀是否有損傷、是否清潔、元件接觸部分是否有灰塵；運行零件是否可靠、靈活，動作是否正常；觸點接觸和返回是否在正常可靠的狀態進行；端子排連線之間是否接觸牢靠，檢修人員是否定期對外部情況進行檢查等方面進行監測。

2.1.2 繼電保護系統出現故障時的檢測。繼電保護系統裝置在正常情況下并無動作，而是處于休眠狀態，只有在系統出現異常運行或者出現故障時才會做出具體的反應動作。在做出反應動作之后根據自身的設計特點對動作進行識別，并及時做出切斷或者報警的動作。由于繼電保護系統裝置在大多數情況下是靜止的，因此其一旦做出動作也是迅速的，會在短時間內完成一系列的動作。可見，繼電保護系統的特點是常靜態和快速動作。這就要求繼電保護系統的狀態檢修工作主要是掌握能夠實現快速正確的動作技能。首先，在實際操作過程中，繼電保護裝置依賴人工提供觸發信號，并在信號提示下完成檢修工作。一般情況下能夠對供電系統發生的各類故障問題進行模擬，調整系統運行狀態；其次，繼電保護系統的常態檢測由靜態轉為動態時具有一定的局限，因此在具體的繼電保護檢測中，可以人為地添加一些擾動，根據系統呈現的異常反應來對繼電保護系統進行檢測。比如可以按照邏輯功能進行保護性檢驗，也被稱作是試驗性的檢測。在大多數的操作情況下，通常是利用切入點來改變系統參數，例如在對模擬火力發電廠系統異常和故障的檢測，可以在繼電保護系統狀況下做出動作，從而檢測其邏輯設計和動作的精準，及時把握實際狀況，更好地進行檢測；最后，可以引入在線檢測技術。通過對狀態監測信息的搜集和對現階段運行情況的把握，來形成對設備常態化監控形成的初步預測。在線檢測技術是對動態信息分析的綜合性計算機系統，能夠依托計算機數據分析功能實現對常態數據的分析。在信息技術的支持下，繼電保護系統根據檢測，獲得系統在工作期間存在的物理等漸變特征的參數信息，進而將分析的數據進行總結，為繼電保護裝置的完整和安全提供保證。另外，這種檢測具有及時發現故障前兆的優勢，結合有關檢測技術能夠保證繼電保護系統檢測的準確性。

2.2 繼電保護設備裝置的維修

繼電保護設備裝置的維修主要按照替換法、參照法以及線路短路法等檢修方法進行維修。具體體現如下：

2.2.1 替換法。當線路和元器件出現故障時，檢修人員可以利用同種正常的元件來替代出現故障或者可能出現故障的元件，從而在最短的時間內恢復設備故障，實現設備功能，保證設備的穩定運行。當發現繼電保護裝置中某分線路發生故障，有關人員要及時將故障電路進行隔離，并可以利用備用元件對其進行修理。通過觀察系統是否能夠恢復常態，一旦能恢復常態可以判斷元件是一切故障的產生源頭，從而利于有關人員在短時間內解決內部故障問題，保障系統的運行，提升檢修的工作效率。

2.2.2 參照法。參照法是指在系統正常運行下根據已有的繼電保護裝置參數信息和工作狀態，在和實際測量結果對照的基礎上，對故障范圍進行指明，并在指明后進行有針對的排查檢修。繼電保護設備裝置的參照法維修一般是用于進行定值檢測。當設備的測量結果和預想測試值之間存在較大差距，則無法通過替換元件的方法來解決故障問題，恢復工作常態。因此需要利用參照法來檢測儀表排查以及其接線盒元件，多次測量相同的線路，在反復對比之后保證繼電保護系統的正常工作。

2.2.3 線路短路。檢修人員將某段線路進行人工短路處理，經過檢查判斷故障是否存在短接區域來排查故障問題。線路短接的方法能夠在繼電保護裝置故障排查中縮小排查范圍，從而在短時間內解決故障。這種方法被廣泛地應用在電力系統中，也能夠用于電流回路開路以及電磁鎖裝置失靈等方面。

3 結語

綜上所述，火力發電廠的繼電保護裝置是其最基本的基礎設施之一，能夠充分保障電廠的安全。但在具體的繼電保護裝置使用中會出現各種問題，對火力發電廠的安全產生影響，甚至會危害人們的健康。因此，有關人員要加強對繼電保護裝置的故障檢測和維修，通過科學、規律的檢修方法來保護繼電保護裝置的安全

運行。

參考文獻

[1]馬晉輝，趙文博，楊耀文，等.火力電廠繼電保護管理信息系統的研究與開發[J].電力系統保護與控制，2010，（8）.

[2]柏繼云.對提高繼電保護可靠性措施的探討[J].科技咨詢，2011，（19）.

[3]趙冬梅，張旭，劉燕華，等.發電廠繼電保護整定計算系統的智能化研究[J].電力系統保護與控制，2012，40（5）.

[4]張虹，趙冬梅，張旭，等.電廠繼電保護整定計算智能系統圖模庫一體化工具的研究[J].電力系統保護與控制，2011，39（12）.

[5]張孟寬.發電廠繼電保護可靠性影響因素研究[J].科技創新與應用，2014，（27）.

作者簡介：夏偉元（1988-），男，湖南常德人，中國能源建設集團湖南火電建設有限公司助理工程師。

（責任編輯：蔣建華）