繼電保護設備狀態監測及故障診斷方法研究

許貴子

國電華北內蒙古新能源有限公司 內蒙古 包頭014010

1 繼電保護裝置常見的故障分析

1.1 產源故障 繼電保護裝置所涉及的組成部分主要包括三方面的單元模塊,每一個單元模塊所呈現出的制造工藝以及材質質量如何,與保護裝置的故障發生頻率有著至關重要的緊密聯系。在具體運行過程中,繼電保護裝置往往會存在一定程度的產源故障,導致整體的繼電保護裝置出現死機的情況,使其功能和價值無法體現出來,出現功能失效的情況。

1.2 隱形故障 在電力的繼電保護裝置運行過程中存在一定程度的潛在故障,而這種故障十分隱蔽,難以被及時有效的發現,由此造成電力系統大規模停電事故,或者使整個電力系統的運行存在很大問題。這就需要要全面細致地檢查跳閘元件的運行情況,以此確保其出現潛在故障的時候能夠得到及時發現,潛在故障在沒有爆發的時候就能夠得到切實的處理。

1.3 運行故障 在實際運行過程中,因為現場環境十分惡劣,出現典型的高溫、濕度、粉塵等相關因素的影響,進一步加速元器件和相關設備的老化程度,由此使其出現不同程度的故障,對于整體設備和運行安全都會造成嚴重危害,產生一系列的運行故障,例如,電源退化、接線處的老化生銹等相關問題,都是比較常見的運行故障,這種故障會導致整體設備出現開關拒合等相關方面的問題。

2 繼電保護設備狀態監測

為實現對繼電保護設備的實時狀態監測與故障診斷建立繼電保護設備狀態監測與故障診斷系統。該監測系統采用樹形結構,包括監測裝置以及監控中心。1)繼電保護設備狀態監測裝置分為在線監測裝置或便攜式監測裝置,監測裝置主要用來采集繼電保護設備狀態數據,主要包含電流保護、電壓保護、瓦斯保護、差動保護等設備的狀態數據。2)監控中心由服務器組和監測客戶端組成。監測客戶端采用上位機監測形式,能夠及時查看繼電保護設備狀態監測的各種數據、圖形以及報表。服務器組有數據庫服務器、通信服務器和Web服務器等3種。

繼電保護設備狀態監測與故障診斷系統由傳感器陣列(采集繼電保護設備不同狀態數據)、信號預處理以及上位機等組成。通過對繼電保護設備狀態數據的采集和預處理,再將其傳輸到T MS320F2812DSP核心處理器的ADC轉換接口,實現數據轉換和存儲,通過監測現場的繼電保護設備狀態故障顯示器可以進行實時監控和SBO-ELM故障診斷。

3 電力繼電保護裝置故障檢測與維修技術

3.1 檢測技術要點 繼電保護裝置檢測應先確定故障點范圍。故障可分為內部故障和外部故障。(1)內部故障通常會表現為接點故障、差拍以及裝置元件故障三個類型。其中接點故障的類型主要為繼電保護裝置的接點處在二氧化硫等硫化物質的腐蝕下,導致接點出現位移的情況,最終引發繼電保護裝置故障問題的出現。而差拍問題出現后,應當對繼電器的整體情況進行觀察,并判斷其電壓狀況是否符合繼電器的要求與標準。對于裝置元件故障而言,其在發生后會直接導致繼電器自身所發揮的保護作用失效,令電力系統運行的穩定性與安全性受到影響。(2)外部故障。對于繼電保護裝置而言,在受到異常情況的影響后,其正常運行會受到影響并停止工作,導致了電力系統在運行過程中的安全隱患大幅增加。為此,就要在繼電保護裝置出現異常工作狀態的情況下,及時采取相應的措施,以實現對設備運行故障的快速排查。

從繼電保護裝置的特點來看,其自身的指示燈是幫助工作人員判斷自身運行狀態的重要信息來源,也是維護電力系統穩定性的關鍵所在。對于繼電保護器而言,其在實際應用的過程中,燒損故障的發生通常都是出現在線圈與接點部位,這使得變電站節點保護裝置在燒損后,會出現灼燒的氣味,使工作人員可以通過氣味來判斷與排除相應的故障。

技術人員要有效分析相關異常情況或者錯誤信息,這樣能夠在第一時間做好故障的檢測和探究工作,及時發現故障的原因,從而做出科學合理的處理。

在實際檢測過程中,有效利用計算機和信息化技術手段,可以針對電力繼電保護裝置檢測出的測試結果進行有針對性的判斷,如果超出了標準偏差范圍,就可以充分確認整體裝置存在一定程度的故障,內部產生某方面的問題。在這樣的情況下,就要對繼電保護裝置進行全面深入的安全檢查,并采取切實可行的措施,使故障得到充分的排除,進而有效保證繼電保護裝置能夠安全穩定的運行。

3.2 電力繼電保護裝置故障維修技術要點

(1)替換法。這種方法是在繼電保護裝置產生一定故障的時候,確保功能維持正常的元件或者插件對于可能存在故障的元件或插件進行替代,以此進一步檢測和判斷出被替代的元件或者插件有沒有某方面的故障,明確故障的具體范圍,制定相對應的維修方案。

(2)參照法。這種方法主要是對比正常運行情況下的工作參數,與非正常運行情況下的工作參數進行比對,以此確定故障回路及故障元件,這種方法在接線故障和定值校驗故障的全面檢查過程中更有效應用,能夠呈現出應有的優勢,如在校對定值的過程中,如果檢測到某種繼電器的測試結果與正常測試結果有著很大差距,根據測試統計數據進一步確定設備元件的故障點。

(3)短接法。這種方法主要是針對電路回路較為復雜時,有效結合實際情況采用短接線的方式確定故障點范圍,排除非故障回路及元件,方便故障點的查找分析。如果故障沒有在短接線的范圍之內,可以采取相同方法繼續排查,排查的范圍進一步有效縮小,最終確定具體位置。

結束語

繼電保護裝置是電力系統的重要組成部分,繼電保護系統在運行中發生故障,會給電力系統的安全穩定運行造成影響。因此,需要注重繼電保護設備狀態監測,當保護設備發生故障時,結合設備檢測數據,通過替換法、參照法、短接法等故障設備進行維修處理,快速恢復設備正常運行,提高電力系統的安全可靠性。