尹 春，李 彥

（南京南瑞繼保電氣有限公司，江蘇 南京 211102）

0 引 言

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提升，我國(guó)的科技水平不斷提高，各個(gè)領(lǐng)域的科技實(shí)力得到增強(qiáng)。為了保護(hù)電力用戶的安全，電力行業(yè)逐漸開始重視繼電保護(hù)開關(guān)裝置的研究。繼電保護(hù)開關(guān)電源裝置可有效保證用電過程的安全，其性能直接影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況和電力行業(yè)的穩(wěn)定和安全發(fā)展。調(diào)查顯示，我國(guó)發(fā)生的各種大型停電事故很多是由繼電保護(hù)裝置產(chǎn)生故障導(dǎo)致的，因此確保繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中的安全運(yùn)行至關(guān)重要。同時(shí)，該裝置是開關(guān)電源的主要功能模塊，要發(fā)揮其開關(guān)作用，必須確保輸出電壓的穩(wěn)定。

1 繼電保護(hù)裝置

繼電保護(hù)裝置在我國(guó)電力系統(tǒng)工作中發(fā)揮了重要作用，保障了電力傳輸?shù)陌踩行Т龠M(jìn)了我國(guó)電力行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。繼電保護(hù)裝置工作過程中若發(fā)生設(shè)備故障，它可以及時(shí)做出反應(yīng)，有效降低設(shè)備故障給電力企業(yè)和用戶帶來的損失，并且可以以最快的速度隔離故障設(shè)備，防止故障蔓延。在繼電保護(hù)裝置發(fā)揮巨大作用且受到電力企業(yè)的青睞后，各種各樣的繼電保護(hù)裝置被研發(fā)，但由于裝置由多個(gè)部分共同構(gòu)成，因此工作人員很難有效管理該裝置。

2 繼電保護(hù)開關(guān)電源

繼電保護(hù)開關(guān)電源的關(guān)鍵組成部分是半導(dǎo)體器件，能夠使開關(guān)時(shí)刻處于高效率的工作狀態(tài)，并在發(fā)現(xiàn)故障時(shí)以最快的速度斷電，防止造成更大的損失。繼電保護(hù)開關(guān)電源可以保障電力系統(tǒng)運(yùn)行過程的安全，且閉合電力的控制方式發(fā)揮了重要作用。繼電保護(hù)開關(guān)電源工作原理如圖1所示。當(dāng)該裝置發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)在運(yùn)輸工作過程中產(chǎn)生故障時(shí)，可以及時(shí)了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，斷電處理發(fā)生故障的部分，防止故障程度進(jìn)一步加深而引發(fā)電力系統(tǒng)安全事故，造成大面積停電。繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)的安全工作中發(fā)揮了重要作用，因此電力企業(yè)需加強(qiáng)研發(fā)，以發(fā)揮其作用，防止發(fā)生大面積停電事故。

圖1 開關(guān)電源原理圖

許多大面積停電事故的發(fā)生都是因?yàn)槔^電保護(hù)裝置產(chǎn)生故障而無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)造成的。因此，電力企業(yè)要真正了解繼電保護(hù)裝置在保護(hù)運(yùn)電安全工作中發(fā)揮的重要作用，重視對(duì)繼電保護(hù)裝置的研發(fā)。在繼電保護(hù)裝置中，繼電保護(hù)開關(guān)電源發(fā)揮了重要作用，有效保證了繼電保護(hù)裝置時(shí)刻處于正常工作狀態(tài)。同時(shí)，開關(guān)電源能夠減少電源浪費(fèi)，提高繼電保護(hù)裝置的工作效率。繼電保護(hù)開關(guān)電源的任務(wù)是過濾不小心傳輸?shù)诫娐穫鬏斚到y(tǒng)中的高壓電流，通過處理電流降低電壓，確保電流在運(yùn)輸過程中保持穩(wěn)定狀態(tài)，從而保障輸送電能過程的安全。

3 常見故障分析

在運(yùn)行過程中，電力系統(tǒng)中的各種設(shè)備易因各種因素造成繼電保護(hù)裝置發(fā)生故障。如果無法及時(shí)處理故障，將可能導(dǎo)致發(fā)生重大電力事故。繼電保護(hù)裝置發(fā)生故障的資料顯示，產(chǎn)生電壓下降和電能降低現(xiàn)象很有可能會(huì)引發(fā)重大的安全事故，甚至?xí){工作人員的安全。如果想要快速確認(rèn)故障部位，降低事故范圍進(jìn)一步擴(kuò)大的可能性，必須要及時(shí)發(fā)現(xiàn)并分析故障。

輸入電壓端出現(xiàn)故障可能會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)開關(guān)停止運(yùn)行。輸出電壓端故障會(huì)因?yàn)樵摱丝跓o法自動(dòng)進(jìn)行斷電操作而引發(fā)電力事故。工作人員可使用先進(jìn)的電壓檢測(cè)設(shè)備記錄電壓，其中波形記錄儀是最常用的一種。工作人員可以使用相關(guān)設(shè)備有效控制輸入電壓的中斷時(shí)長(zhǎng)。通過控制可知，想要將輸入電源的值達(dá)到穩(wěn)定的工作狀況，需要耗費(fèi)不到0.2 s的時(shí)間，但開關(guān)電源不能與其一起達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)。

3.1 電源波動(dòng)引起的故障

電力系統(tǒng)的電源波動(dòng)產(chǎn)生異常同樣會(huì)導(dǎo)致各種故障。例如，輸入電壓發(fā)生一瞬間的故障后電壓輸入工作正常進(jìn)行，但仍然會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)開關(guān)無法正常工作，而輸出電壓不受影響。此時(shí)，輸出電壓保持正常顯示，且繼電保護(hù)開關(guān)不會(huì)及時(shí)做出斷電保護(hù)反應(yīng)。工作人員必須手動(dòng)操作，才可以使裝置的開關(guān)達(dá)到正常的工作狀態(tài)。通過分析引發(fā)故障的原因可知，繼電保護(hù)開關(guān)的電源啟動(dòng)和輸出電壓出現(xiàn)邏輯錯(cuò)誤引發(fā)了各種故障。

分析大量的工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)了解到，使用繼電保護(hù)試驗(yàn)儀能夠檢測(cè)電壓是否發(fā)生變化，可以控制電壓變化的大小并記錄變化過程。此外，需在設(shè)備的幫助下控制好輸入電壓的中斷時(shí)間。工作人員必須改變繼電保護(hù)開關(guān)工作過程中的邏輯順序，為繼電保護(hù)開關(guān)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。在處理電源欠壓故障時(shí)發(fā)現(xiàn)，如果輸入電壓發(fā)生通斷，會(huì)造成其產(chǎn)生不正確的動(dòng)作，且無法按照正確時(shí)間對(duì)電路做好復(fù)位工作而產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作故障。發(fā)生這種事故時(shí)，工作人員要時(shí)刻觀察電壓的變化狀況，并且對(duì)發(fā)生欠壓的信號(hào)做好處理工作。輸入電源中斷后，電壓的恢復(fù)如圖2、圖3以及圖4所示。

圖2 輸入電源中斷一段時(shí)間后恢復(fù)

3.2 啟動(dòng)電流過大引起的故障

圖3 輸入電源長(zhǎng)時(shí)中斷后恢復(fù)

圖4 輸入電源短時(shí)中斷后恢復(fù)

大量的工作實(shí)踐表明，如果瞬間輸入0.3 A的電流，將會(huì)使電網(wǎng)正常工作時(shí)的電流穩(wěn)定到0.4 A。這已經(jīng)超出了電網(wǎng)可承載的電流大小，易引發(fā)開關(guān)故障，而系統(tǒng)會(huì)對(duì)這一故障進(jìn)行報(bào)警[1]。輸電線路要求繼電保護(hù)開關(guān)的工作功率能夠時(shí)刻保持穩(wěn)定，同時(shí)對(duì)輸出回路的工作功率有一定的要求。為了保證工作狀態(tài)的穩(wěn)定，工作人員要詳細(xì)調(diào)查和了解每一項(xiàng)可能影響正常工作的因素，以防產(chǎn)生不正常現(xiàn)象而影響設(shè)備的正常工作。如果設(shè)備產(chǎn)生不正?，F(xiàn)象，將會(huì)直接造成開關(guān)開始運(yùn)行時(shí)的瞬態(tài)電流快速增長(zhǎng)而引發(fā)重大電力安全事故，從而威脅工作人員的安全，給電力企業(yè)和用戶造成經(jīng)濟(jì)損失。

4 改進(jìn)措施

4.1 電源波動(dòng)的改進(jìn)措施

為了防止繼電保護(hù)開關(guān)電源產(chǎn)生不正常的運(yùn)行現(xiàn)象，工作人員可在電源上安裝電壓檢測(cè)設(shè)備，并在延時(shí)電容設(shè)備上安裝電子開關(guān)設(shè)備。這些方式能夠有效保障保護(hù)開關(guān)設(shè)備時(shí)刻處于穩(wěn)定安全的工作狀態(tài)，防止開關(guān)裝置受到安全威脅而產(chǎn)生故障。此外，電容設(shè)備上電子開關(guān)的工作狀態(tài)沒有嚴(yán)格要求，能夠確保延時(shí)電路發(fā)揮作用。

4.2 啟動(dòng)電流過大的改進(jìn)措施

如果在輸電線路開始工作時(shí)發(fā)生開關(guān)電源超過可承載量的情況，將可能發(fā)生安全事故，同時(shí)影響設(shè)備的電源功能，甚至對(duì)其造成損壞[2]。通過實(shí)際的工作積累，工作人員可增加輸出電壓的大小，同時(shí)減少輸入電流的大小，以保障開關(guān)電源的安全穩(wěn)定。如果要保證開關(guān)電源在開始工作時(shí)的穩(wěn)定狀態(tài)，需要盡早控制好電壓的數(shù)值，確保設(shè)備可以正常工作且不會(huì)引發(fā)安全事故。

4.3 注意檢查繼電保護(hù)開關(guān)中的隱蔽故障

調(diào)查顯示，大部分停電事故的發(fā)生都與繼電保護(hù)開關(guān)的隱蔽性故障有關(guān)。這些故障具有較強(qiáng)的隱蔽性，因此發(fā)生隱蔽故障時(shí)如果不仔細(xì)檢查，很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并制定合理的解決方案。因此，企業(yè)要安排專業(yè)的工作人員定期保養(yǎng)和維護(hù)繼電保護(hù)裝置，檢查裝置內(nèi)部是否存在一些不易發(fā)現(xiàn)的故障。此外，相關(guān)工作人員要收集裝置產(chǎn)生各種故障時(shí)檢測(cè)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，以期為類似事故的處理提供數(shù)據(jù)支持。

4.4 設(shè)計(jì)繼電保護(hù)診斷故障系統(tǒng)

工作人員需要設(shè)計(jì)一種用于故障診斷的系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置產(chǎn)生的各種故障，并做好故障的處理工作，從而降低事故發(fā)生的可能性，減少事故造成的損失，保障電力企業(yè)和用戶的利益[3]。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，繼電保護(hù)診斷故障系統(tǒng)有許多用途。工作人員需要根據(jù)自身不同的權(quán)利管理裝置的不同部分，對(duì)自己的行為負(fù)責(zé)，有效降低因越權(quán)工作引發(fā)安全事故的可能性，同時(shí)減少事故可能造成的經(jīng)濟(jì)損失。繼電保護(hù)診斷故障系統(tǒng)可以收集工作過程中產(chǎn)生的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，通過分析這些數(shù)據(jù)了解事故的原因和解決的方法。此外，系統(tǒng)能夠根據(jù)工作人員負(fù)責(zé)的工作區(qū)域的大小改變范圍，有效做好電力管理和保護(hù)工作，提高電力系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。

5 結(jié) 論

電力在國(guó)家發(fā)展和人們生活中發(fā)揮了重要作用，因此國(guó)家政府部門應(yīng)關(guān)注用電過程中的安全。電力企業(yè)必須制定科學(xué)、合理以及有效的方案，有效處理各種安全事故。電源開關(guān)在繼電保護(hù)裝置的工作過程中發(fā)揮了重要作用，因此必須要加強(qiáng)對(duì)開關(guān)的設(shè)計(jì)及研發(fā)工作。設(shè)計(jì)時(shí)要參考可能影響工作狀態(tài)的各種因素，保障工作狀況的穩(wěn)定，有效提升電力系統(tǒng)運(yùn)行過程的安全性，從而推動(dòng)電力行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。