張敬平,王建杰,張旭東

(滄州供電公司,河北 滄州 061001)

1 概述

繼電保護(hù)是指反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài),并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。繼電保護(hù)工作是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要防線,電力系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中難免出現(xiàn)各種缺陷,對(duì)于繼電保護(hù)專業(yè)而言,缺陷主要是繼電保護(hù)裝置問題和二次回路問題所引起的,及時(shí)、準(zhǔn)確的確定缺陷性質(zhì)并進(jìn)行有效治理,是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的有效手段。本文針對(duì)繼電保護(hù)檢驗(yàn)維護(hù)工作中的常見缺陷進(jìn)行分類分析,并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)提出具體的處理措施。

2 繼電保護(hù)裝置缺陷分析及處理措施

繼電保護(hù)設(shè)備和元件故障主要是由于兩個(gè)方面的原因造成的。第一是指由于溫度過熱造成元件或設(shè)備燒毀、機(jī)械故障、電氣擊穿以及性能變劣等。第二是由于裝置本身算法、裝置軟件、裝置硬件、裝置原理、裝置的升級(jí)服務(wù)配合等方面的問題造成的。

2.1 溫度過熱引起的設(shè)備燒毀和裝置老化故障分析及處理措施

溫度過熱引起的設(shè)備燒毀和裝置老化主要是運(yùn)行時(shí)間過長和設(shè)備所處的環(huán)境決定的。對(duì)于繼電保護(hù)裝置一般運(yùn)行期限是十年,在運(yùn)行期間,由于設(shè)備制造性能和工藝的差別以及環(huán)境的影響致使插件燒毀或元件老化的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。這就要求第一產(chǎn)品要保證質(zhì)量,以保證設(shè)備和元器件長期安全穩(wěn)定運(yùn)行;第二要為運(yùn)行的設(shè)備提供良好的環(huán)境,如室內(nèi)配備空調(diào)和溫度整定,夏季繼電保護(hù)室內(nèi)使用窗簾,防止裝置受陽光的直射,室外裝置要注意驅(qū)潮、散熱等。巡視人員對(duì)于裝置的異常狀態(tài)要及時(shí)上報(bào),以便在較短的時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題?，F(xiàn)有保護(hù)一般采用微機(jī)保護(hù),微機(jī)保護(hù)裝置采用通用機(jī)箱、插件結(jié)構(gòu),裝置由電源插件、CPU插件、模數(shù)轉(zhuǎn)換插件、開關(guān)量輸入插件、開關(guān)量輸出插件、交流輸入插件、信號(hào)插件、控制插件、打印機(jī)插件等組成[1]。

在進(jìn)行裝置故障處理時(shí),要根據(jù)設(shè)備的狀態(tài)和插件的功能判斷哪個(gè)插件或具體到哪個(gè)插件的繼電器或芯片出的問題,以此更換芯片或插件,盡量降低成本,杜絕不必要的整體更換。這就要求繼電保護(hù)工作者要有扎實(shí)的理論知識(shí)和實(shí)際操作技能,對(duì)裝置原理和實(shí)際接線了如指掌,才能在實(shí)際工作中又快又準(zhǔn)消除故障。

2010年 2月 6日,某站監(jiān)控機(jī)發(fā) 101保護(hù)裝置告警,電源消失信號(hào)。到現(xiàn)場查看,發(fā)現(xiàn) 101保護(hù)裝置面板運(yùn)行燈熄滅,裝置背板+5V、24V燈也熄滅,測量進(jìn)保護(hù)裝置電源正常。初步懷疑裝置電源件損壞。關(guān)閉裝置電源,更換電源件后,裝置恢復(fù)正常運(yùn)行。由此可見,保護(hù)裝置運(yùn)行時(shí)間過長,造成電源件損壞。

2.2 裝置原理性缺陷引起的故障分析及處理措施

由于裝置原理性缺陷引起的故障主要有裝置本身算法、裝置軟件、裝置硬件、裝置原理、裝置的升級(jí)服務(wù)配合等方面的問題造成的。按責(zé)任分有制造部門的責(zé)任,主要有制造質(zhì)量不良(又可分為硬件損壞、光耦損壞、插件問題及電源問題)、原理缺陷及軟件問題等;基建部門的責(zé)任,主要有調(diào)試質(zhì)量不良、誤整定、誤接線、誤碰等;設(shè)計(jì)部門的責(zé)任,主要有設(shè)計(jì)不合理、設(shè)計(jì)接線錯(cuò)誤等;還有驗(yàn)收人員的責(zé)任等等。這就要求各級(jí)部門層層把關(guān),對(duì)于裝置原理了如指掌,裝置設(shè)計(jì)原理有缺陷的,設(shè)計(jì)部門要從圖紙?jiān)O(shè)計(jì)上進(jìn)一步完善,以確保裝置發(fā)揮正常保護(hù)功能,保證系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行。而且對(duì)于發(fā)現(xiàn)的某裝置的原理性缺陷進(jìn)行統(tǒng)一整改,防止類似情況發(fā)生。

2010年 1月 3日,110kV某站后臺(tái)機(jī)顯示 383位置為合位,383斷路器的實(shí)際運(yùn)行位置為合位,而監(jiān)控機(jī)在接線圖中顯示分位,顯示位置與實(shí)際位置不一致。檢查 383保護(hù)與測控裝置正常,檢查裝置通訊情況正常,在后臺(tái)機(jī)檢查裝置與遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)的通訊情況,發(fā)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)通訊正常,但網(wǎng)關(guān)與裝置通訊異常。查看遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)設(shè)置,發(fā)現(xiàn)程序設(shè)置中未設(shè)置程序自動(dòng)召喚裝置通訊,致使裝置異常后一直處于通訊不通狀態(tài),更改程序設(shè)置后,缺陷消除。可見此故障是由于遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)程序設(shè)計(jì)缺陷引起。

3 二次回路運(yùn)行缺陷分析及處理措施

繼電保護(hù)二次回路主要包括：CT回路、PT回路和直流回路。繼電保護(hù)二次回路缺陷的發(fā)現(xiàn)一般是在設(shè)備停電檢修和設(shè)備運(yùn)行伴隨有報(bào)警或其他異常情況出現(xiàn)而被值班或巡檢人員發(fā)現(xiàn)的,處理此類缺陷,要求作業(yè)人員不但要熟悉保護(hù)裝置和二次回路,而且要具有豐富的現(xiàn)場工作經(jīng)驗(yàn)。

3.1 CT回路缺陷分析和處理措施

CT回路的缺陷主要有 2種：CT回路開路和輸出電流偏差大[2]。其中,CT回路開路,將在開路處產(chǎn)生高電壓,危及設(shè)備和人身安全。造成 CT回路開路的主要原因有：(1)交流電流回路中的試驗(yàn)接線端子,由于結(jié)構(gòu)和質(zhì)量上的缺陷,在運(yùn)行中發(fā)生螺桿與銅板螺孔接觸不良,而造成開路;(2)電流回路中的試驗(yàn)端子壓板,由于膠木頭過長,旋轉(zhuǎn)端子金屬片未壓在壓板的金屬片上,而誤壓在膠木套上,致使開路;(3)修試人員工作中的失誤,如忘記將繼電器內(nèi)部接頭接好,驗(yàn)收時(shí)未能發(fā)現(xiàn);(4)二次線端子接頭壓接不緊,回路中電流很大時(shí),發(fā)熱燒斷或氧化過甚造成開路;(5)室外端子箱、接線盒受潮,端子螺栓和墊片銹蝕過重,造成開路。造成CT輸出電流偏差大的主要原因有 2種：一是 CT本身輸出存在問題;二是 CT回路又發(fā)生一點(diǎn)接地,產(chǎn)生分流現(xiàn)象。

對(duì)于 CT回路缺陷的處理措施：(1)發(fā)現(xiàn)電流互感器二次開路,應(yīng)先分清故障屬哪一組電流回路,開路的相別,對(duì)保護(hù)有無影響,匯報(bào)調(diào)度,解除可能誤動(dòng)的保護(hù);(2)盡量減少一次負(fù)荷電流,若電流互感器嚴(yán)重?fù)p傷,應(yīng)轉(zhuǎn)移負(fù)荷,停電檢查處理(如有旁路,可采用旁路供電,保證供電的可靠性);(3)盡量設(shè)法在就近的試驗(yàn)端子上,將電流互感器二次短路,再檢查處理開路點(diǎn),短接時(shí)應(yīng)使用短路專用短接線,短路應(yīng)妥善可靠,禁止采用熔絲或一般導(dǎo)線纏繞,并按圖紙進(jìn)行;(4)注意短接時(shí)的現(xiàn)象,若短接時(shí)有火花,則說明短接有效,故障點(diǎn)就在短接點(diǎn)以下的回路中,可進(jìn)一步查找,若短接時(shí)無火花,可能是短接無效。故障點(diǎn)可能在短接點(diǎn)以前的回路中,可以逐點(diǎn)向前變換短接點(diǎn),縮小范圍;(5)在故障范圍內(nèi),應(yīng)檢查容易發(fā)生故障的端子及元件,檢查回路有工作時(shí)觸動(dòng)過的部位。對(duì)檢查出的故障,能自行處理的可立即處理,然后投入所退出的保護(hù),若開路點(diǎn)在互感器本體的接線端子上,應(yīng)停電處理。

3.2 PT回路缺陷分析和處理措施

PT回路的缺陷主要是 PT回路斷線。發(fā)生 PT回路斷線后,對(duì)于繼電保護(hù)裝置,將使部分保護(hù)退出運(yùn)行;對(duì)于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器,將使其調(diào)節(jié)功能由自動(dòng)轉(zhuǎn)為手動(dòng);對(duì)于計(jì)量回路,將使其失去斷線期間的電費(fèi)計(jì)量。

查找 PT回路斷線,應(yīng)先從回路的薄弱環(huán)節(jié)考慮,如熔斷器、過負(fù)荷開關(guān)及刀閘輔助接點(diǎn)等。2010年 8月3日,110kV某站 32PTC相保護(hù)電壓失壓。到現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)端子排處 A、B相保護(hù)電壓正常,C相電壓僅為 2.9V?，F(xiàn)場測量輔助開關(guān)保護(hù)電壓正常,初步懷疑輔助開關(guān)至端子排 C相電壓二次線斷線。將 32PT拉至檢修位置,取下電壓二次插頭,發(fā)現(xiàn)輔助開關(guān)至插頭背板二次線脫落一根,正為保護(hù) C相電壓二次線,重新焊接牢固,缺陷消除。

3.3 直流回路缺陷分析和處理措施

直流回路的缺陷主要有 3種：直流回路接地或短路、信號(hào)回路缺陷和操作回路缺陷。在變電站日常運(yùn)行維護(hù)和異常處理工作中,最復(fù)雜的就是直流系統(tǒng)接地的查找與處理。直流系統(tǒng)發(fā)生一點(diǎn)接地時(shí)對(duì)設(shè)備系統(tǒng)不會(huì)造成影響,不及時(shí)處理查找,出現(xiàn)兩點(diǎn)接地后,就可能發(fā)生短路、裝置誤動(dòng)、拒動(dòng)等嚴(yán)重后果。

直流回路查找最有效的方法是拉路法,停電時(shí)間不超過 3秒。拉路查找的原則按照“先室外后室內(nèi),先低電壓等級(jí)后高電壓等級(jí),先信號(hào)回路后控制和保護(hù)回路”逐一查找。

2010年 7月 21日,110kV某站 I段直流負(fù)極接地。到現(xiàn)場發(fā)現(xiàn),1號(hào)饋電柜“I段母線絕緣異?！惫庾优屏?絕緣接地裝置上的“接地”燈亮?，F(xiàn)場采用拉路方法,先信號(hào)后控制,發(fā)現(xiàn)斷開 3613線路控制電源后直流恢復(fù)正常,因此判斷 3613控制回路中存在接地點(diǎn)。測得保護(hù)屏后 3613的 2端子對(duì)地電壓-3V,7端子對(duì)地電壓 4V,把去機(jī)構(gòu)的 2端子挑開后,直流系統(tǒng)正接地,把去機(jī)構(gòu)的 7端子挑開后直流恢復(fù)正常,可以判斷接地點(diǎn)在斷路器機(jī)構(gòu)合閘回路中。因斷路器機(jī)構(gòu)中合閘回路要經(jīng)過斷路器輔助接點(diǎn)和合閘線圈,斷開輔助接點(diǎn)依然接地,斷開合閘線圈后直流系統(tǒng)恢復(fù)正常,又對(duì)線圈對(duì)地?fù)u絕緣,發(fā)現(xiàn)搖表回零,判斷線圈內(nèi)部存在接地點(diǎn)。

4 結(jié)束語

從事繼電保護(hù)工作對(duì)于缺陷的出現(xiàn)第一要采取預(yù)防措施,從設(shè)備改造、保護(hù)校驗(yàn)、日常維護(hù)及執(zhí)行反措等方面來保證設(shè)備處于良好狀態(tài)防止缺陷發(fā)生;第二,對(duì)缺陷要做好總結(jié)分析,建立缺陷消缺手冊(cè),積累經(jīng)驗(yàn),相互交流,防止類似缺陷再次發(fā)生;第三,廠家、設(shè)計(jì)人員、用戶要及時(shí)進(jìn)行信息交流和溝通,提高繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行水平;第四,提高現(xiàn)場工作人員的消缺水平,定時(shí)進(jìn)行保護(hù)裝置和二次回路培訓(xùn)工作,提高人員本身素質(zhì)和提升操作技能,進(jìn)一步提高預(yù)防缺陷和處理缺陷的能力。

[1]何世恩,郭躍華,趙毅.微機(jī)母差保護(hù)誤動(dòng)的分析與相關(guān)問題對(duì)策[C]//.2004全國電力主設(shè)備保護(hù)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集,203-205.

[2]張沖.繼電保護(hù)二次回路運(yùn)行缺陷處理要點(diǎn)分析 [J].大眾科技,2009(9)：121-122.