电力系统继电保护技术的应用与维护 娄赵伟,刘迎

发表时间:2020/6/16   来源:《当代电力文化》2020年03期   作者:娄赵伟,刘迎
[导读] 随着人们生活水平的提高,对电力要求也越来越高。电力能源是我国现阶段最主要的能源,是我国经济建设和居民日常生产及生活中重要的能源供给。
        摘要:随着人们生活水平的提高,对电力要求也越来越高。电力能源是我国现阶段最主要的能源,是我国经济建设和居民日常生产及生活中重要的能源供给。电能从产生到使用经过了发电、输电、变电、用电等多个环节,为保障国家工业用电、商业用电、生产生活用电的安全,同时为了确保整个电力系统网络的正常运行,在电力系统运行过程中,采用继电保护是非常重要的措施。随着社会的发展,电力系统的供电可靠性对社会的影响越来越大,在电网发生故障后,尽快查明故障情况、快速恢复供电显得越来越重要。
        关键词:电力系统;继电保护技术;应用与维护
        引言
        继电保护设备发生接触不良、短路、断线、接线错误、参数设置错误或选型错误时,会导致设备发生误动或不动作,影响电力系统运行的可靠性。随着电力行业的发展,我们对于电力系统的可靠性要求更高,这要求我们的技术人员加强对于继电保护故障的研究分析,提升维保能力,在故障发生时可以快速的排查处理,同时也通过技术手段降低故障发生的概率。
        1继电保护技术的概念
        继电保护技术是指在电力系统中,通过对系统运行中的故障检测及异常信号分析,从而对故障区域发出警报,或者直接隔离系统故障部分,以保障电力系统正常运行的自动化管理技术。继电保护技术分为四大类,包括按保护对象分类的线路保护与设备保护;按保护功能分类的异常保护和故障保护;按信号处理方式分类的数字保护和模拟保护;按保护动作分类的高、低电压保护、过电流保护、高频保护、功率保护等。现阶段电力系统继电保护措施是继电保护技术与信息处理技术的结合,包括了继电保护、数据收集、信号传输、数据处理等多方面的内容,是电力系统中重要的安全保护措施。
        2继电保护装置的故障
        2.1隐性故障
        继电保护装置出现隐性故障时,一般是由绝缘性能降低或者外界因素等引起的。继电保护装置绝缘性能降低,是长期受到高温的作用引发的,而外界因素是电力系统某个装置出现问题,影响到继电保护装置的运行。出现隐性故障时,电力系统仍会正常的运行,但是电力系统出现故障时,继电保护装置无法发挥保护作用。继电保护装置出现隐性故障,可分为软件故障和硬件故障。引发软件隐性故障的因素,一方面软件不具备完善的自检功能,无法准确自检出软件装置存在的故障,并且缺乏有效的应对措施;另一方面缺乏保护原理,软件未能设定合理的保护定值,并且缺乏足够的保护灵敏度。引发硬性隐性故障的因素。主要分为保护系统直流回路故障、保护装置元件故障、测量回路故障以及通信系统故障。隐性故障可分为软件设置和定制错误隐性故障、继电保护系统中设备故障隐性故障两大类组成,第一类属于常见的隐性故障,第二类可细分为保护装置元件故障、通信系统故障、保护系统直流回路故障以及测量回路故障。
        2.2运行故障
        运行故障较为常见,电力系统长期保持运行状态,继电保护装置会持续发挥保护作用,但是在长期运转过程中,继电保护装置出现绝缘性能下降、腐蚀等情况,导致保护装置存在安全隐患,一旦出现安全故障,导致电路内瞬间出现超过规定近百倍的电流,严重破坏电力系统的正常运行。
        3电力系统继电保护技术的应用与维护
        3.1系统安全配备
        智能变电站中不可缺少的一项组成部分就是变压器,其作用能够对所有的元件进行相应的保护,针对继电保护的系统分为控制区和非控制区,为保障系统数据的安全,必须在两个区域之间设置硬件防火墙以及隔离装置,同时对系统网络数据进行加密处理,各系统之间的数据通信必须由防火墙隔离;远动信息通过调度数据网交换机接入路由器时,需要配置特殊算法的加密认证装置;电量计量信息通过调度数据网交换机接入路由器时,需进过数据认证加密;考虑到监控系统和电能表信息分属不同区域,计量转发装置接入站控层网络之前需要经过硬件防火墙;变电站继电保护系统与主站控制系统之间的数据交互也必须通过软件及硬件防火墙。


        3.2测量及故障分析法
        通过回路测量的方法可以快速判断线路是否存在短路点或者断路点。例如当线路空开跳闸时,无法通过观察法之间确认故障点位,可以通过对空开下口的两端使用万用表的欧姆档测量是否导通,如果导通则确认为线路存在短路点,则可以对下级元器件以此进行测量,锁定故障点位;如果判断线路可能存在断点,也可以通过万用表进行测量,确认线路不导通时,则可以判断相应线路存在断点,需对其进行更换。如果对复杂的继电保护设备回路进行故障排查,往往需要进行相应的分析,方可使用测量工具有目的性的测量,否则进行胡乱的测量往往无法确认故障原因。例如时间继电器发生故障时,可以查看系统中纪录的继电器动作时间,与设定值对比,如果不一致,可以确定为时间继电器故障,需通过测量工具对时间继电器的动作时间分析,确认是否动作灵敏准确;如果时间与设定值不一致,则需要对上级线路进行排查,分析相应的延时原因。
        3.3重视设备维护,降低故障率
        对于继电保护设备的维护需要从人员、设备及技术三个方面入手。一方面需要加强人员的培训,保证人员在维护继电保护设备时可以检修到位,不存在漏检漏修问题,可以及时检测出设备的隐患点,避免故障发生。另一方面需要在设备选择时,选用质量高的元器件,避免采用低劣产品而故障频发,影响设备可靠性。最后,需要技术人员提供相应的作业指导,为维保人员提供技术支持和培训,提升人员的技能水平,还需要研究继电保护设备的接线方式、元件选型及回路设计,有效提升继电保护整体回路的稳定性及可靠性。
        3.4继电保护系统维护
        系统的维护包括两个方面的内容,首先是从管理制度上明确电力系统中继电保护设备维护的措施,系统的维护关联到电力系统的技术部门、采购部门以及维修部条件下,上级断路器长延时脱扣器反时特性曲线位于下级断路器的曲线上方,满足了上下级间的选择性保护需求。其次,在低压配电系统发生故障时,上级选择性断路器存在着一定的延时性特点,这种现象存在着较为明显的选择性,但是,整个过程需要准确调整各个系统的参数,通过上级选择器以及断路器整定电流的确定,明确保护选择性配合方案。在上级断路器瞬间脱扣器整定电流值设定中,应该满足灵敏性的判断条件,以便有效避免故障电流上下级断路器瞬间动作的现象,保证保护选择性的有效性。对于该种保护选择性配合方案而言,一般被运用在变电所低压侧以及较大型配电干线的保护配合中。
        3.5检修策略
        继电保护装置检修分为三大类,包括(1)故障检修;(2)定期检修;(3)状态检修。继电装置出现故障时,或者装置无法运转,都需要进行故障检修,由于装置随时可能出现故障,所以故障检修具有无计划、无时间等特点。一旦装置出现故障,技术人员需要马上投入到检修工作中,避免故障长时间影响电力系统正常的运行。定期检修是管理部门制定的检修方案,在方案内会制定检修时间、检修内容等,定期检修主要查看装置的磨损、运行等情况,并根据方案进行检修。一方面延长装置的使用寿命;另一方面使装置处在安全稳定的状态下运行,定期检修具有预防性特点,通过定期检修可有效控制装置检修或者更换的成本。状态检修主要监测和诊断设备的运行状态和数据,结合状态和数据,制定检修方案。状态检修具有针对性强、节约成本等特点,但是状态检修涉及较多的数据,并且需要技术人员具备丰富的经验,根据实际情况进行检修。电力系统工作人员在检修继电保护装置过程中,首先应根据实际情况,选用科学合理的检修方法,其次运用科学的检修技术,并严格遵照管理制度进行检修,以此提高检修效率,避免电力企业受到严重的经济损失。
        结语
        继电保护装置的调试和检修工作,都需要专业技术并且经验丰富的人员进行,才能有效提高调试和检修效率,保证继电保护装置发挥保护作用。
        参考文献
        [1]王晓东.电力继电保护调试与故障检修[J].集成电路应用,2019,36(12):68-69.
        [2]王超.电力系统可靠性评估中的几个重要问题研究[D].浙江:浙江大学,2007.
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