繼電保護(hù)故障應(yīng)對(duì)策略及電廠繼電保護(hù)技術(shù)的研究分析

陳靜 國能億利能源有限責(zé)任公司電廠

一、電廠繼電保護(hù)技術(shù)的基本原理及要求

（一）電廠繼電保護(hù)技術(shù)的基本原理

在使用電廠繼電器維護(hù)技能時(shí)，使用原則是，如果電廠的電源系統(tǒng)出現(xiàn)故障或異常，則其電壓，電流，功率和頻率將發(fā)生變化，或者發(fā)生其他物理變化。例如，如果變壓器油箱發(fā)生故障，則會(huì)產(chǎn)生大量的氣體，油會(huì)流動(dòng)得更快，并且液壓強(qiáng)度也會(huì)增加。中繼設(shè)備通常具有測(cè)量部分，邏輯部分和執(zhí)行部分。

（二）電廠繼電保護(hù)設(shè)備的基本要求

電廠繼電器維護(hù)設(shè)備的基本要求可以分為以下幾個(gè)主要方面。

1.選擇要求

如果發(fā)電廠的電源系統(tǒng)出現(xiàn)故障，維護(hù)設(shè)備必須有選擇地消除故障點(diǎn)。在實(shí)際操作中，應(yīng)關(guān)閉最接近故障點(diǎn)的斷路器，以使電源系統(tǒng)的其他部分正常運(yùn)行，并有效地控制故障對(duì)電源系統(tǒng)的影響。

2.靈敏度要求

繼電器維護(hù)設(shè)備的靈敏度是指對(duì)電力系統(tǒng)故障和異常的敏感響應(yīng)。無論故障的位置和性質(zhì)如何，繼電器維護(hù)設(shè)備都可以在故障后及時(shí)做出響應(yīng)。如果在維護(hù)區(qū)域之外發(fā)生故障，則不會(huì)發(fā)生故障。

二、電廠繼電維護(hù)系統(tǒng)的一般故障

（一）干擾問題

電廠的繼電維護(hù)系統(tǒng)主要由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。軟件部分直接控制機(jī)電維護(hù)系統(tǒng)的硬件動(dòng)作。然而，當(dāng)發(fā)電廠的機(jī)電維護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，維護(hù)屏幕位置處的其他通信設(shè)備會(huì)導(dǎo)致繼電器維護(hù)系統(tǒng)的邏輯元件的運(yùn)行出現(xiàn)某些故障，從而構(gòu)成故障現(xiàn)象。

（二）定值問題

為了保證電廠繼電維護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，有必要定期進(jìn)行技術(shù)準(zhǔn)備和調(diào)試，對(duì)員工的專業(yè)能力也提出了很高的要求。在電廠機(jī)電維護(hù)系統(tǒng)的手動(dòng)調(diào)整和調(diào)試過程中，使用方法不當(dāng)或調(diào)試不當(dāng)會(huì)影響繼電器維護(hù)系統(tǒng)的實(shí)施，實(shí)際的實(shí)施狀態(tài)與手冊(cè)之間存在一定的偏差。

（三）高頻收發(fā)器

檢測(cè)模塊和收發(fā)器模塊是電廠繼電器維護(hù)系統(tǒng)中的關(guān)鍵硬件。檢測(cè)模塊的功能是檢測(cè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，例如電流，電壓和頻率。收發(fā)器模塊的主要功能是將檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)到的數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺(tái)程序。在分析數(shù)據(jù)之后，后臺(tái)程序?qū)⒅噶畎l(fā)送到斷路器，以控制斷路器的執(zhí)行。但是，高頻收發(fā)器的質(zhì)量問題會(huì)嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)和指令的傳輸，從而影響發(fā)電廠繼電器維護(hù)系統(tǒng)的可靠性。

三、影響電廠繼電保護(hù)可靠性的因素分析

1.自然元素。雷暴是影響繼電器維護(hù)設(shè)備運(yùn)行的主要自然因素。如果在運(yùn)行過 程中發(fā)電設(shè)備中發(fā)生雷擊，發(fā)電設(shè)備的內(nèi)部電壓將立即升高。當(dāng)電壓超過規(guī)定的負(fù)載時(shí)，將直接導(dǎo)致發(fā)電系統(tǒng)的崩潰。由于雷電的影響，繼電維護(hù)設(shè)備在確定各種設(shè)備的故障時(shí)常常缺乏準(zhǔn)確性，從而影響了整個(gè)電力系統(tǒng)的安全性和可靠性。

2.電路之間的頻率太高。如果電路之間的頻率過高，將會(huì)對(duì)繼電器維護(hù)設(shè)備的可靠性產(chǎn)生一定的影響。電路之間的頻率太高的主要原因是發(fā)電機(jī)的截止開關(guān)設(shè)置得太高。隨著線路的發(fā)展，當(dāng)前的傳輸速度變慢，并且電路之間經(jīng)常發(fā)生“電弧閃絡(luò)”。由于這種情況，電壓和電流的頻率增加。這樣，在繼電器維護(hù)周圍會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，這會(huì)干擾系統(tǒng)的運(yùn)行。當(dāng)干擾達(dá)到一定程度時(shí)，繼電保護(hù)設(shè)備會(huì)損壞，其他嚴(yán)重問題也會(huì)影響繼電保護(hù)設(shè)備的正常可靠運(yùn)行。

3.輻射的影響。在發(fā)電廠，人們習(xí)慣于使用通信設(shè)備來控制發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行。使用電信設(shè)備通常會(huì)導(dǎo)致某些安裝和故障，從而影響繼電器維護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行。具體來說，首先，通信設(shè)備的運(yùn)行也會(huì)影響繼電器維護(hù)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。這是因?yàn)樵谕ㄐ旁O(shè)備的操作過程中會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，電流和電壓狀態(tài)的方向受到干擾，并且繼電器維護(hù)設(shè)備經(jīng)常會(huì)發(fā)生故障。其次，由于磁場(chǎng)的放置作用，它耦合到電子設(shè)備的電路，繼電器的維護(hù)失敗。在電廠設(shè)備運(yùn)行中，合理配置移動(dòng)設(shè)備可以有效減少干擾。

4.功率因數(shù)。當(dāng)繼電器維護(hù)設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，直流電源經(jīng)常會(huì)干擾它。如果發(fā)電廠的接地存在問題，則發(fā)電廠的電勢(shì)將異常，甚至可能超過設(shè)定的范圍。分布電容和抗干擾電容會(huì)影響直流電源的恢復(fù)時(shí)間，因此直流電路的恢復(fù)時(shí)間也會(huì)影響繼電器維護(hù)設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性。

四、電廠繼電保護(hù)故障實(shí)例分析

抽水蓄能電站使用原水庫作為下水庫，但在實(shí)際施工過程中，上水庫是人工建造的，裝機(jī)容量為800兆瓦，因此在發(fā)電廠的特定運(yùn)行階段必須作為主要?jiǎng)恿﹄娋W(wǎng)。執(zhí)行頻率調(diào)制。該發(fā)電廠始建于1990年代，三年后第一臺(tái)機(jī)組并網(wǎng)。第二年，建造了四個(gè)單元并投入實(shí)際使用。自發(fā)電廠投產(chǎn)以來，它也一直在使用，其10kV功耗和220kV發(fā)電廠線路或多或少受到障礙。

（一）發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子存在接地故障問題

發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子接地時(shí)會(huì)出現(xiàn)問題。單元1正常運(yùn)行，但是當(dāng)轉(zhuǎn)子接地時(shí)會(huì)發(fā)出警報(bào)。保持發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子接地的方法是通過疊加15v方波的電流和電壓來測(cè)量接地的絕緣水平。如果遇到接地故障，請(qǐng)及時(shí)停止機(jī)器，并確保轉(zhuǎn)子電路的絕緣非常牢固。此外，需要添加一個(gè)電阻箱以進(jìn)行手動(dòng)接地，然后檢查轉(zhuǎn) 子接地維護(hù)繼電器的工作狀態(tài)。對(duì)于機(jī)組人員，需要手動(dòng)啟動(dòng)引擎。空載時(shí)請(qǐng)勿添加勵(lì)磁電流。可以使用兆歐表有效地測(cè)量轉(zhuǎn)子絕緣，并且轉(zhuǎn)子接地電阻為零。針對(duì)該問題，在實(shí)踐中，可以合理地使用橋接方法來有效地檢查轉(zhuǎn)子回路的接地點(diǎn)，并且該單元可以立即停止工作。打開極蓋時(shí)，可以看到由極蓋組成的退火銅板處于非常重要的開放焊接狀態(tài)。由于這種現(xiàn)象，運(yùn)行期間與轉(zhuǎn)子直接接觸的銅板接地部分最終會(huì)影響繼電器的功能和維護(hù)價(jià)值。針對(duì)這種情況，利益相關(guān)者應(yīng)及時(shí)檢查所有轉(zhuǎn)子磁極的外部狀態(tài)。在了解了原因之后，發(fā)電廠會(huì)及時(shí)做出響應(yīng)，并制定合理的預(yù)防措施，以確保從發(fā)電廠的運(yùn)行過程中從根本上減少此類故障的可能性。

（二）發(fā)電機(jī)軸電流故障

在發(fā)電廠的某些運(yùn)行和運(yùn)行階段中，2號(hào)機(jī)組經(jīng)歷了軸電流維護(hù)跳閘。由于磁場(chǎng)的影響，發(fā)電機(jī)存在嚴(yán)重的不平衡問題，這會(huì)在軸上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。同時(shí)，在某些實(shí)際階段中，如果上導(dǎo)向軸承軸的絕緣嚴(yán)重受損，則會(huì)在大型軸等之間產(chǎn)生電流，最終導(dǎo)致導(dǎo)電墊放電。在嚴(yán)酷的條件下，它甚至可能指示熱量或損壞。針對(duì)這一問題，在實(shí)際處理過程中，采用科學(xué)的方法對(duì)上部導(dǎo)油池中的所有擋油環(huán)進(jìn)行焊接和加固，以最大程度地解決障礙物，并提高操作效率。發(fā)電廠的升級(jí)所有任務(wù)均按有序進(jìn)行。

（三）主短路觸點(diǎn)放電不良

在發(fā)電廠的1號(hào)單元變頻泵啟動(dòng)階段，單元速度上升到附加速度，而端子電壓上升到附加電壓。同時(shí)，對(duì)于具有自動(dòng)同步功能的設(shè)備，在實(shí)際工作中找到同步點(diǎn)，最終達(dá)到并網(wǎng)的目的。在此階段，單元1發(fā)電機(jī)-變壓器組的差動(dòng)維護(hù)具有重要的瞬時(shí)作用。維護(hù)操作跳至Unit 1220kV開關(guān)，先進(jìn)行消磁，然后關(guān)閉。發(fā)生故障后，有關(guān)人員檢查了實(shí)驗(yàn)發(fā)電機(jī)和主變壓器，沒有問題。但是，在開關(guān)斷開且附加電壓正常之前，電壓設(shè)備將為零。針對(duì)此問題，在處理過程中，電廠應(yīng)位于現(xiàn)場(chǎng)之外，以進(jìn)行碰撞觀察，有用的分析和實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，應(yīng)進(jìn)行定期檢查，以確保將繼電器維護(hù)故障排除在支架內(nèi)，以最大程度地減少故障。

五、結(jié)束語

無法維護(hù)電廠繼電器會(huì)進(jìn)一步不利地影響電廠的正常運(yùn)行。許多故障是由制造商的產(chǎn)品質(zhì)量，設(shè)備結(jié)構(gòu)和安裝以及電纜的長期使用和老化引起的。各電廠要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，積極總結(jié)問題產(chǎn)生的原因，避免故障問題的頻繁發(fā)生。