電氣主設備繼電保護中常見的問題及措施

劉 卓

（中核遼寧核電有限公司，遼寧葫蘆島 125112）

0 引言

電力行業(yè)作為關(guān)系國計民生的重點行業(yè)，在長期的發(fā)展過程中要關(guān)注供配電的穩(wěn)定性，提高供配電質(zhì)量。電氣主設備一旦出現(xiàn)了異常情況，將會影響正常的供配電。作為電氣主設備中的重要構(gòu)成部分，繼電保護裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對故障的快速識別與處理，能夠最大程度上恢復電氣主設備的正常運行。因此，有關(guān)人員需提高電氣主設備運行的穩(wěn)定性與可靠性，就需要在日常工作中有效處理繼電保護的各種問題，做好潛在問題的預防與控制。

1 電氣主設備繼電保護裝置常見的問題

1.1 繼電保護裝置的內(nèi)部問題

繼電保護裝置的構(gòu)成復雜，內(nèi)部包括各種零部件，如鉚釘?shù)取Ｔ谑褂眠^程中，內(nèi)部的鉚釘如果出現(xiàn)松動或變形且沒有及時處理，將會導致繼電保護裝置異常運轉(zhuǎn)，而一旦電力系統(tǒng)偏離了正常的運行狀態(tài)，繼電器將無法發(fā)揮其保護作用，只能起到異常警報的作用。繼電保護裝置內(nèi)涉及多個參數(shù)，如高低溫參數(shù)的設置將會造成繼電保護的機械振動效應明顯。此外，如果定值設計不科學，將會造成繼電保護裝置的越級跳閘，出現(xiàn)重點電力事故。通常情況下，為維持系統(tǒng)的高效運轉(zhuǎn)，往往會將配電線中的進線與出線限流的時間差控制在0.05 s[1]。總之，繼電保護裝置的線圈松卷等內(nèi)部問題都會引起電氣主設備的異常運行。

1.2 電流互感器飽和對繼電保護的影響

電力系統(tǒng)的構(gòu)成相對復雜，為滿足安全、可靠運行的要求，在線路出口處的短路電流相對較小，如果是同一線路，出口線路處的短路電流大小設計方面，一般要考慮系統(tǒng)的規(guī)模大小、運行方式。總體來看，系統(tǒng)短路電流與系統(tǒng)規(guī)模之間有著緊密聯(lián)系，系統(tǒng)規(guī)模越大、系統(tǒng)短路電流也越大，甚至有時系統(tǒng)的短路電流會達到電流互感器一次額定電流的幾百倍。短路電流中大量非周期分量的存在，使得電流互感器可以快速飽和，出現(xiàn)線路短路故障時電流互感器飽和感應到二次側(cè)電流的值非常小甚至為零。這種情況下繼電保護會出現(xiàn)拒動情況，故障難以在短時間內(nèi)得到有效處理，故障范圍大、時間長。

1.3 繼電保護裝置觸點不能保持穩(wěn)定

繼電保護裝置在進行負荷切換時，電接觸零件被稱為觸點，觸點的裂開、松動與尺寸位置等會影響繼電保護裝置接觸的穩(wěn)定性。而在實際操作與運行過程中，觸點與簧片的尺寸不匹配、操作過程中對鉚壓力的調(diào)節(jié)不當、觸點壓力過大等都會造成觸點松動現(xiàn)象，進而導致繼電保護裝置出現(xiàn)運行問題[2]。

1.4 勵磁涌流引起的保護動作離散度大、保護動作延遲

繼電保護裝置運行過程中，兩折線、三折線與采樣值的應用相對較多，在系統(tǒng)運行時一旦出現(xiàn)相應的線路故障，繼電保護裝置可以立即通過對線路中涌流波形、電流波形的分析結(jié)果來判定系統(tǒng)中是否存在線路故障情況。通常情況下，存在涌流波形與電流波形時可以判定線路存在短路故障，這種情況下繼電保護裝置將會出現(xiàn)保護動作離散性大、動作延遲的現(xiàn)象。

2 電氣主設備繼電保護常見的解決措施

2.1 加強繼電器檢查

繼電保護裝置的運行與使用過程中，其異常情況常常是由裝置內(nèi)部問題引起，因此，相關(guān)電力人員在實際工作中必須要重視和加強對繼電保護裝置內(nèi)部問題的處理。首先，相關(guān)部門與人員在日常工作中要加強對繼電保護裝置的檢查，在檢查過程中要遵循相應的檢查順序，通過試驗檢測來進行細節(jié)問題的判定，最后要通過整組試驗與電流回路流試驗來進行裝置的綜合評估[3]。在試驗結(jié)束以后，最好保持裝置零部件、定值等的固定性。繼電保護裝置運行時，跳閘現(xiàn)象的出現(xiàn)會影響電氣主設備的正常運轉(zhuǎn)，這時相關(guān)人員需要對繼電保護裝置的定值加以重新設定，將進、出線中的過流間隔時間加以嚴格控制、電力人員需在日常的工作中加強對繼電保護裝置的檢查，檢查裝置是否存在零部件的松動等現(xiàn)象，一旦在檢查過程中發(fā)現(xiàn)存在相應的問題，要立即進行相應的處理，及時更換零部件。

2.2 確保定值區(qū)正確

定值區(qū)的確定對于繼電保護功能的實現(xiàn)具有現(xiàn)實意義，因此，有關(guān)人員必須要在電氣主設備繼電保護的過程中，采取相應的措施來進行定值的確定。具體來說，在有關(guān)人員對后設定值修改的過程中，需對要打印的設置值加以列表和編排定值區(qū)號，并在此過程中注明設備的名稱、修改人員信息、日期，在繼電保護工作表中標注固定值，保障設置的正確性。

2.3 注意繼電保護裝置的接地情況

繼電保護裝置對于接地的要求非常高，為保障繼電保護裝置的可靠運行，有關(guān)人員在實際的工作過程中，檢查保護屏銅排的接地連接是否正確，如果部分導線或者銅排接地網(wǎng)需更為可靠的緊固處理，相關(guān)人員在此過程中必須要對接地電阻與絕緣臺試驗加以確認，以保障其能夠符合安全性的要求。

2.4 避免電流互感器飽和的方法

為了提高繼電保護的可靠性，需盡量避免電流互感器的保護，主要從以下方面來進行：盡量減小電流互感器的二次負載阻抗，使得計量和繼電保護在共用電流互感器的過程中，不需要過度加大二次電纜截面、縮短二次電纜長度；自動化程度高、綜合性強的變電所，應盡量選用測控與保護相結(jié)合的線路產(chǎn)品，有效降低二次回路阻抗，避免出現(xiàn)電流互感器過度飽和的現(xiàn)象；在選擇電流互感器的過程中避免變比過小，而需要充分考慮一些其他的因素[4]。

2.5 改進勵磁涌流引起的保護動作不合要求措施

電氣主設備在運行過程中出現(xiàn)系統(tǒng)故障時，會伴隨著明顯的勵磁涌流波形。勵磁涌流波形通常會隨著時間變化出現(xiàn)明顯變化，在故障發(fā)生的最初階段其涌流峰值最高，隨后逐步減小。為改變這一狀況，可以適當延長電流速斷的保護時間，來避免勵磁涌流對繼電保護裝置的不利影響。

3 繼電保護技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1 故障分析技術(shù)

近年來，為有效發(fā)揮繼電保護裝置對電力系統(tǒng)的保護作用，很多的電氣主設備會逐步應用先進的繼電保護技術(shù)，如故障分析技術(shù)用來解決繼電保護裝置運行中的諸多問題。采用故障分析技術(shù)后，在故障發(fā)生的瞬間繼電保護裝置會立即啟動故障錄波功能，及時記錄繼電保護裝置故障發(fā)生的全過程。繼電保護裝置將收集到的相關(guān)信息傳輸給繼電保護監(jiān)控系統(tǒng)后，系統(tǒng)會自動進行相應的信息分析，進而確定故障原因與類型，選用最佳的故障處理方式。

3.2 網(wǎng)絡化技術(shù)

隨著信息時代的到來，繼電保護裝置的設計水平也大大提高，逐漸融入了信息化與網(wǎng)絡化技術(shù)。隨著網(wǎng)絡技術(shù)的不斷進步及其在各個領(lǐng)域的廣泛應用，電力企業(yè)越來越重視對計算機操作機械設備的使用，有效提升了網(wǎng)絡化水平和電力企業(yè)的工作效率、質(zhì)量。在電氣主設備繼電保護裝置的管理與操作方面，同樣可以利用計算機網(wǎng)絡技術(shù)，來構(gòu)建專門的電氣主設備保護網(wǎng)絡系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中實時采集、處理與分析各種信息比例如，電力企業(yè)在建立主設備保護網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)以后，可以實現(xiàn)主設備保護的通信功能，這樣就能完成相應的通信，實現(xiàn)對主設備繼電保護裝置的動作管理、故障數(shù)據(jù)采集與處理等。

3.3 自適應技術(shù)

自適應技術(shù)也是信息經(jīng)濟時代的技術(shù)產(chǎn)物，其在電氣主設備繼電保護中的應用，可以提高繼電保護裝置對電力系統(tǒng)的適應性，無論電力系統(tǒng)如何變化，繼電保護裝置都能快速適應這種變化，發(fā)揮繼電保護裝置的保護功能。隨著技術(shù)的進步，當前機電保護裝置的自適應功能大大提升，比如變斜率利率的差動保護中有制動功能，充分體現(xiàn)了自適應技術(shù)的優(yōu)勢。由于自適應保護技術(shù)的先進性，在電力行業(yè)必將具有廣闊的技術(shù)發(fā)展前景。

3.4 數(shù)字化與智能化技術(shù)

近年來，電氣主設備繼電保護裝置雖然得到了廣泛應用，但是其在運行過程中存在著這樣、那樣的問題。因此，必須應用數(shù)字化、智能化技術(shù)，來提高繼電保護裝置運行的穩(wěn)定性與可靠性，保障電氣主設備的穩(wěn)定運行。另外，這些技術(shù)還能提高繼電保護裝置對故障的識別、判定與處理，將故障影響降至最小。

4 結(jié)束語

隨著電氣主設備在各個領(lǐng)域的廣泛應用，為提高設備、系統(tǒng)運行的可靠性，相關(guān)部門與人員在工作過程中必須要切實加強繼電保護裝置的性能與功能提升，以發(fā)揮其在電氣主設備故障識別與處理方面的應有作用，為電力系統(tǒng)創(chuàng)造相對安全、穩(wěn)定的運行環(huán)境。