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電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的組成及故障分析
摘 要：電力在現(xiàn)代社會(huì)和生活中的作用非常重要，加強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)的維護(hù)也就顯得格外關(guān)鍵。繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中占據(jù)著不可或缺的地位，它為電力設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供了重要保障。文章通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)的組成進(jìn)行論述，以及對(duì)常見(jiàn)故障進(jìn)行詳細(xì)分析，并提出了幾點(diǎn)有效的故障處理措施。
關(guān)鍵詞：繼電保護(hù);電力系統(tǒng);組成;故障分析;
一、繼電保護(hù)裝置的組成
繼電保護(hù)裝置系統(tǒng)由測(cè)量采集部分、邏輯判斷部分和出口執(zhí)行部分組成。它的工作流程是：故障發(fā)生時(shí)，電網(wǎng)各處的電流或電壓會(huì)發(fā)生異常;裝設(shè)于相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的CT、PT等測(cè)量設(shè)備感受到故障電氣量，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化后，通過(guò)二次電纜或光纖傳送至繼電保護(hù)裝置;繼電保護(hù)裝置將二次電氣量的大小與預(yù)設(shè)整定值進(jìn)行比對(duì);若二次電氣量超出整定值且持續(xù)至整定時(shí)間，則保護(hù)裝置會(huì)開(kāi)放相應(yīng)出口去執(zhí)行跳閘或報(bào)警發(fā)信;反之，則保護(hù)裝置不發(fā)指令或僅僅啟動(dòng)但又馬上復(fù)歸。
二、繼電保護(hù)常見(jiàn)故障分析
(一)開(kāi)關(guān)設(shè)備故障
開(kāi)關(guān)設(shè)備故障多是因選用的開(kāi)關(guān)不符合要求而造成的。常見(jiàn)的開(kāi)關(guān)設(shè)備是負(fù)荷開(kāi)關(guān)或熔斷器與負(fù)荷開(kāi)關(guān)的組合裝置，這兩種開(kāi)關(guān)設(shè)備的作用地點(diǎn)和作用方式不同，如果在實(shí)際使用中開(kāi)關(guān)選擇不當(dāng)，則會(huì)引發(fā)電路系統(tǒng)故障。
(二)電流互感飽和故障
如果電流互感器的額定電流出現(xiàn)異常變化，則表明電力系統(tǒng)的設(shè)備終端發(fā)生了短路故障。如果電流達(dá)到或接近電流互感器額定電流的近百倍，則說(shuō)明短路故障可能發(fā)生在靠近終端設(shè)備區(qū)的位置;電流互感器因?yàn)闀r(shí)限過(guò)流保護(hù)裝置動(dòng)作而出現(xiàn)阻止動(dòng)作時(shí)，多是因一般的線路短路而引起的電流感應(yīng)飽和;如果整個(gè)配電系統(tǒng)斷電，則可能是因?yàn)槌霈F(xiàn)口線存在故障，進(jìn)而引發(fā)配電所進(jìn)口線保護(hù)動(dòng)作。
(三)電網(wǎng)運(yùn)行故障
電網(wǎng)運(yùn)行故障是電力繼電保護(hù)中最容易出現(xiàn)的故障，其最直接的表現(xiàn)是繼電保護(hù)拒動(dòng)或誤動(dòng)，比如電路局部溫度過(guò)高，導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置失靈;電壓互感器的二次電壓回路故障;主變差動(dòng)保護(hù)開(kāi)關(guān)拒合誤動(dòng)等。以電壓互感器二次電壓回路為例，在變壓器和電磁型母線保護(hù)的零序電壓值處理中，大多使用小刻度繼電器或短接其中的電阻實(shí)現(xiàn)，這樣可減小開(kāi)口三角回路的阻抗。當(dāng)供電系統(tǒng)電流增大時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后會(huì)導(dǎo)致此處的斷線圈被燒斷，進(jìn)而對(duì)繼電保護(hù)動(dòng)作造成影響。
(四)繼電設(shè)備故障
繼電設(shè)備問(wèn)題多是因其設(shè)備質(zhì)量沒(méi)有完全達(dá)到相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)而引起的。如果常見(jiàn)的機(jī)電型、電磁型繼電保護(hù)裝置的整體性能較差，則會(huì)增加設(shè)備故障出現(xiàn)的概率;如果繼電保護(hù)裝置中晶體管的性能和質(zhì)量較差，則會(huì)造成電網(wǎng)運(yùn)行不協(xié)調(diào)，甚至導(dǎo)致誤動(dòng)或拒動(dòng)等故障。
三、繼電保護(hù)故障的處理方法和措施
(一)替換法
在電力繼電保護(hù)的維修中，如果通過(guò)故障分析判斷出其內(nèi)元件或插件存在問(wèn)題，則一般采用更新元件的方法代替檢查。使用這種方法時(shí)，需要注意用于替換的元件或插件內(nèi)的程序、跳線應(yīng)與系統(tǒng)內(nèi)元件或插件完全一致，從而可正常進(jìn)行故障檢測(cè)。這種方法簡(jiǎn)便省時(shí)，但會(huì)造成不必要的浪費(fèi)。
(二)參照法
當(dāng)故障是因接線錯(cuò)誤而引起的，在定值校驗(yàn)的過(guò)程中出現(xiàn)測(cè)試值與預(yù)測(cè)值差距較大且無(wú)法對(duì)其原因進(jìn)行判斷時(shí)，多采用參數(shù)比較的方法。通過(guò)非正常設(shè)備與正常設(shè)備的技術(shù)參數(shù)比較，可判斷故障發(fā)生的原因。比如在進(jìn)行繼電保護(hù)裝置帶負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)，可以根據(jù)同類運(yùn)行設(shè)備上的數(shù)據(jù)與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，并根據(jù)微機(jī)保護(hù)液晶顯示屏、指示燈等的情況逐項(xiàng)排除，從而縮小檢測(cè)范圍。
(三)短接法
線路短接法多用于電流回路開(kāi)路、切換繼電器不動(dòng)作或電磁鎖失靈等電力繼電保護(hù)故障中，是用線短接將線路回路某一段短接，判斷故障位置是否在短接線回路范圍內(nèi)，從而逐步縮小故障范圍。
(四)直觀檢查
直觀檢查法適用于無(wú)法利用專業(yè)的電子儀器進(jìn)行故障檢測(cè)或無(wú)法替換元件的電力繼電保護(hù)故障中。直觀檢查法是對(duì)故障處元件進(jìn)行拆解，觀察其內(nèi)外部構(gòu)造是否發(fā)生了物理改變，通過(guò)直觀的判斷尋找故障位置并進(jìn)行維修。
(五)逐項(xiàng)拆除法
逐項(xiàng)拆除適用于電線回路故障檢測(cè)，其操作方法是將并聯(lián)在一起的二次回路拆開(kāi)，再按原來(lái)的順序逐個(gè)接回，在接回過(guò)程中，一旦出現(xiàn)故障，則證明故障發(fā)生于剛接回的線路中，進(jìn)而可對(duì)此段線路進(jìn)行仔細(xì)分析，確定電器故障點(diǎn)后，便可對(duì)故障進(jìn)行維修。
四、繼電保護(hù)今后的發(fā)展趨勢(shì)
總的來(lái)說(shuō)，繼電保護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)該朝著網(wǎng)絡(luò)化、智能化、環(huán)�；姆较蜻M(jìn)行。
(一)網(wǎng)絡(luò)化
電力系統(tǒng)各部分是緊密相連的，進(jìn)行復(fù)雜故障判斷需要基于全網(wǎng)信息進(jìn)行，而目前僅差動(dòng)保護(hù)和縱聯(lián)保護(hù)略微達(dá)到這個(gè)要求。隨著強(qiáng)大數(shù)據(jù)通信技術(shù)的出現(xiàn)，整個(gè)系統(tǒng)的繼保裝置必然打破現(xiàn)有的孤立狀態(tài)、實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，這樣就能使任意一個(gè)裝置共享系統(tǒng)的所有故障信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更加準(zhǔn)確可靠的故障處理。
(二)智能化
主要指將人工智能技術(shù)植入保護(hù)裝置，除實(shí)現(xiàn)常規(guī)的自動(dòng)化功能外，如自動(dòng)報(bào)警，自動(dòng)識(shí)別故障及處理，還具備先進(jìn)的自我診斷功能。
(三)環(huán)保化
環(huán)保問(wèn)題已上升為全球問(wèn)題，電力是最主要的二次能源，其利用同樣應(yīng)該執(zhí)行環(huán)保策略。因此，今后的繼電保護(hù)應(yīng)實(shí)現(xiàn)電能在轉(zhuǎn)化、傳輸及變電過(guò)盡可能少的損耗和浪費(fèi)等。
總之，繼電保護(hù)是電網(wǎng)中一項(xiàng)十分重要工作，它關(guān)系到電力設(shè)施的安全運(yùn)行，必須引起足夠的重視。因此相關(guān)電力部門(mén)應(yīng)不斷擴(kuò)大電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的規(guī)模，引進(jìn)更加成熟可靠的新技術(shù)，提高故障處理能力，保障電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，使電力行業(yè)繼電保護(hù)管理的水平更上一層樓。
參考文獻(xiàn)：
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