李兵

摘 要：繼電保護(hù)裝置可以保障電氣系統(tǒng)正常工作。一旦電氣系統(tǒng)發(fā)生故障，繼電保護(hù)裝置就能在第一時(shí)間鎖定故障位置，及時(shí)排除故障，避免故障范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。如果繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)對(duì)電氣系統(tǒng)造成不利影響，因此，本文仔細(xì)分析電氣繼電保護(hù)中存在的故障，并提出有效的維修技術(shù)。

關(guān)鍵詞：電氣系統(tǒng);繼電保護(hù);故障;維修技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM77文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2021）07-0039-03

Common Faults and Maintenance Techniques of Electrical Relay Protection

LI Bing

（Shandong University of Finance and Economics，Jinan Shandong 250002）

Abstract： Relay protection device can ensure the normal operation of electrical system. Once the system fails， the relay protection device can lock the fault location at the first time， remove the fault in time， and avoid further expansion of the fault scope. If there is a problem of relay protection device， it will have a negative impact on the electrical system. Therefore， this paper carefully analyzed the faults in electrical relay protection， and put forward effective maintenance technology.

Keywords： electrical system;relay protection;failure;maintenance technology

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人民的生活水平日益提升，各行各業(yè)對(duì)電力資源的需求越來(lái)越高。由于電力與人們的生活和工作息息相關(guān)，因此，必須滿(mǎn)足人們的用電要求，保障供電安全穩(wěn)定。要確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，就要充分發(fā)揮電氣繼電保護(hù)的作用。當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置能迅速切斷和排除故障，保證未受到故障影響的部分繼續(xù)運(yùn)行，不會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的整體運(yùn)行狀況造成影響，實(shí)現(xiàn)持續(xù)供電，滿(mǎn)足人們的用電要求。然而，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，電氣繼電保護(hù)裝置經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種各樣的故障，如果不能及時(shí)解決故障，不僅會(huì)影響電氣繼電保護(hù)裝置功能的發(fā)揮，而且會(huì)威脅電力系統(tǒng)的安全。因此，要仔細(xì)分析繼電保護(hù)裝置的常見(jiàn)故障，采取合理的維修技術(shù)解決故障，確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，滿(mǎn)足各個(gè)領(lǐng)域?qū)﹄娏Y源的需求。

1 繼電保護(hù)概述

1.1 繼電保護(hù)的概念

一旦變壓器、輸電線(xiàn)纜和發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)故障，繼電保護(hù)裝置就會(huì)通過(guò)自動(dòng)斷電的方式將故障隔離，避免故障范圍擴(kuò)大，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的保護(hù)以及對(duì)電路的有效控制。簡(jiǎn)而言之，電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行離不開(kāi)繼電保護(hù)的支持。繼電保護(hù)系統(tǒng)主要包括輸入、測(cè)量、邏輯判斷、輸出執(zhí)行四個(gè)內(nèi)容（見(jiàn)圖1）。在繼電保護(hù)系統(tǒng)的作用下，測(cè)量信號(hào)會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)檫壿嬓盘?hào)，通過(guò)邏輯組合與運(yùn)算的方式輸出執(zhí)行命令，順利完成任務(wù)[1]。

1.2 繼電保護(hù)的基本特征

第一，繼電保護(hù)裝置具有選擇性。若系統(tǒng)發(fā)生故障，而且不能及時(shí)了解故障信息，繼電保護(hù)裝置也可以將正常部分與發(fā)生故障的部分進(jìn)行迅速隔離，這樣就會(huì)縮小故障的范圍，并且不會(huì)影響其他區(qū)域。第二，繼電保護(hù)裝置切斷故障的速度快。由于故障可以在第一時(shí)間被裝置切斷，因此，各類(lèi)設(shè)備被破壞的可能性較低，并且還會(huì)使未出現(xiàn)故障的設(shè)備保持正常的運(yùn)行狀態(tài)，滿(mǎn)足用戶(hù)的用電需求。第三，繼電保護(hù)裝置具有較高的靈敏度。一旦受到繼電保護(hù)裝置保護(hù)的相關(guān)區(qū)域發(fā)生故障或者異?，F(xiàn)象，繼電保護(hù)裝置可及時(shí)做出反應(yīng)。各類(lèi)保護(hù)裝置靈敏系數(shù)見(jiàn)表1。第四，繼電保護(hù)裝置的可靠性較高。一旦發(fā)生故障，繼電保護(hù)裝置會(huì)及時(shí)做出可靠的動(dòng)作，而且不會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)[2]。

2 電氣繼電保護(hù)的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們對(duì)用電的要求越來(lái)越高。為此，除了要保證人們的用電質(zhì)量之外，還要提高用電的安全系數(shù)。在這一背景下，研究人員不斷完善電器繼電保護(hù)系統(tǒng)，確保供電系統(tǒng)可以正常穩(wěn)定運(yùn)行。隨著人們對(duì)電力資源需求量的日益增長(zhǎng)，電氣繼電保護(hù)裝置相關(guān)技術(shù)需要得到進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化。繼電保護(hù)裝置主要由繼電器和相關(guān)輔助元件構(gòu)成。繼電保護(hù)裝置經(jīng)歷了機(jī)電式、整流式、晶體管式、集成電路式、微處理機(jī)式等不同的發(fā)展階段。目前，我國(guó)已到達(dá)微處理機(jī)式研究階段?？梢?jiàn)，我國(guó)的技術(shù)水平正在不斷提高，繼電保護(hù)裝置的安全系數(shù)亦不斷增長(zhǎng)，人們將會(huì)獲得更加穩(wěn)定、持續(xù)的供電服務(wù)。然而，繼電保護(hù)裝置運(yùn)行過(guò)程中依然存在諸多問(wèn)題，如果不能及時(shí)解決這些問(wèn)題，將無(wú)法滿(mǎn)足人們的用電需求，甚至還會(huì)帶來(lái)更加嚴(yán)重的后果。為了提高供電質(zhì)量，滿(mǎn)足各行各業(yè)的用電需求，就要采取有效的措施改進(jìn)繼電保護(hù)系統(tǒng)，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航。

3 電氣繼電保護(hù)中存在的故障

3.1 質(zhì)量問(wèn)題

相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，電氣繼電保護(hù)裝置之所以會(huì)出現(xiàn)故障，主要是因?yàn)橘|(zhì)量問(wèn)題。繼電保護(hù)裝置中所使用的各類(lèi)原件材質(zhì)并不統(tǒng)一，這使得繼電保護(hù)工作比較復(fù)雜。如果選擇的材料不合適，就會(huì)影響零部件的質(zhì)量，從而降低繼電保護(hù)對(duì)事故的探測(cè)能力。一旦出現(xiàn)故障，裝置就會(huì)由于探測(cè)有誤或不能及時(shí)探測(cè)而導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行，甚至?xí)a(chǎn)生更加嚴(yán)重的后果。

相關(guān)部門(mén)和負(fù)責(zé)人未考慮到繼電保護(hù)裝置的更換和安裝問(wèn)題，不重視材料的質(zhì)量，導(dǎo)致材料質(zhì)量不符合相關(guān)制度和規(guī)范，從而影響繼電保護(hù)裝置功能的發(fā)揮。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，一些廠(chǎng)家為了獲取更大的利益，偷工減料，降低成本，導(dǎo)致生產(chǎn)出的繼電保護(hù)產(chǎn)品質(zhì)量不合格。一旦這些質(zhì)量不合格的產(chǎn)品應(yīng)用到電力系統(tǒng)之中，就會(huì)對(duì)系統(tǒng)的安全運(yùn)行造成影響。比如，繼電器的原件精度不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、微機(jī)保護(hù)設(shè)備的組件出現(xiàn)運(yùn)行不平衡的情況。相關(guān)人員要嚴(yán)格按照繼電保護(hù)裝置的要求選擇質(zhì)量合格的零件，加強(qiáng)對(duì)采購(gòu)工作的監(jiān)督，不能隨意更換保護(hù)元件，這樣才能確保繼電保護(hù)裝置正常發(fā)揮作用[3]。

3.2 運(yùn)行故障

繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)故障，這不僅會(huì)影響裝置功能的發(fā)揮，而且會(huì)給電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成不良影響。第一，一旦母差保護(hù)出現(xiàn)，就會(huì)產(chǎn)生交流斷線(xiàn)或直流電壓數(shù)值過(guò)小等問(wèn)題，從而影響繼電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。第二，如果直流電源即將消失，或者故障并不能及時(shí)被探測(cè)，可能會(huì)導(dǎo)致電氣繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)故障。在電力系統(tǒng)中，需要確保繼電保護(hù)裝置與外部二次回路和直流系統(tǒng)相連接，才能充分發(fā)揮出繼電保護(hù)裝置的作用。然而，一旦某些零部件出現(xiàn)故障，就會(huì)影響繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行，使其無(wú)法在遇到故障的時(shí)候發(fā)揮功效。

3.3 繼電采樣通道相關(guān)問(wèn)題

影響電氣繼電保護(hù)裝置質(zhì)量的另一原因是繼電采樣通道出現(xiàn)問(wèn)題。隨著電氣設(shè)備類(lèi)型不斷增加，越來(lái)越多的企業(yè)意識(shí)到繼電保護(hù)裝置的重要性，積極引進(jìn)先進(jìn)的繼電保護(hù)設(shè)備，確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，并進(jìn)一步發(fā)揮出繼電保護(hù)裝置的作用。在繼電保護(hù)裝置中，采樣通道中出現(xiàn)的信號(hào)互壓?jiǎn)栴}和信號(hào)在傳輸過(guò)程中所出現(xiàn)的流互現(xiàn)象均會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置發(fā)生故障。

4 電氣繼電保護(hù)裝置故障的維修技術(shù)

4.1 觀(guān)察法

觀(guān)察法是一種簡(jiǎn)便實(shí)用的故障處理手段。一旦設(shè)備面臨超負(fù)荷運(yùn)行的情況，其就可能會(huì)出現(xiàn)短路或線(xiàn)路燒毀等問(wèn)題，此時(shí)，維修人員通過(guò)觀(guān)察的方式就能直接判斷故障位置。如果維修人員發(fā)現(xiàn)裝置內(nèi)部有發(fā)黃的跡象，或者聞到燒焦的氣味，可以斷定是繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)故障。此時(shí)，維修人員要進(jìn)一步對(duì)故障進(jìn)行分析，找出損壞的元件，并及時(shí)替換。

4.2 斷開(kāi)法

斷開(kāi)法是一種通過(guò)人為斷開(kāi)或短接的方式對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，從而明確故障位置的維修方法。運(yùn)用該方法時(shí)，通常要將二次回路中的某一段或某一部分作為斷開(kāi)或短接的路段。經(jīng)過(guò)短接處理后，如果故障沒(méi)有消除，就可以確定該路段不存在故障。之后，維修人員要對(duì)其他路段進(jìn)行相同處理，縮小故障范圍，直至找到故障。由于繼電保護(hù)裝置可能會(huì)出現(xiàn)電流回路開(kāi)路或電氣閉鎖等故障，因此，采用斷開(kāi)法對(duì)故障進(jìn)行判斷，會(huì)提高故障發(fā)現(xiàn)速度，及時(shí)解決問(wèn)題[4]。

4.3 拆除法

如果需要維修的電路比較復(fù)雜，而且維修人員不能在短時(shí)間內(nèi)判斷故障位置，可以采用拆除法。對(duì)于并列電路，其各個(gè)電路彼此獨(dú)立，若將其中一條電路拆除，也不會(huì)對(duì)其他電路的運(yùn)行造成影響，在拆除過(guò)程中，如果其他線(xiàn)路正常運(yùn)行，就可以鎖定故障位置。如果拆除后發(fā)現(xiàn)整體線(xiàn)路依然存在故障，就要繼續(xù)進(jìn)行拆除，逐步找到故障。對(duì)于串聯(lián)電路，由于電路之間彼此相連，因此，檢修人員確定問(wèn)題后，要對(duì)整條線(xiàn)路進(jìn)行拆除，確定故障得到徹底排除后，再將線(xiàn)路進(jìn)行連接。

4.4 對(duì)比法

維修人員對(duì)型號(hào)相同的裝置的性能進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)最終的檢測(cè)結(jié)果和各項(xiàng)參數(shù)，明確故障位置?？梢赃x擇一臺(tái)信號(hào)與性能相同的繼電裝置進(jìn)行測(cè)試，并確保兩臺(tái)繼電裝置具有同樣的運(yùn)行條件，然后對(duì)比儀表的檢測(cè)結(jié)果，從而判斷出故障位置。

4.5 替代法

替代法是在繼電保護(hù)裝置的維修技術(shù)中被應(yīng)用頻率最高的一種，而這一技術(shù)主要被用于解決微機(jī)保護(hù)裝置的故障。當(dāng)微機(jī)保護(hù)裝置在運(yùn)行中出現(xiàn)故障時(shí)，修檢人員可對(duì)其進(jìn)行替換。需要注意的是，檢修人員在替換前要首先確定其選用的正常插件是否與所替換的插件型號(hào)相同，同時(shí)要做好插件的檢測(cè)以及電壓、電流的對(duì)接工作，確保其處于良好的狀態(tài)。

4.6 分析法

一旦發(fā)生故障，維修人員要及時(shí)采集、總結(jié)和分析各項(xiàng)信息，明確裝置的類(lèi)型和實(shí)時(shí)參數(shù)，對(duì)故障進(jìn)行仔細(xì)分析。要確定誘發(fā)故障的原因，然后明確故障的位置和具體原因。維修人員要了解電力系統(tǒng)運(yùn)行的原理，掌握各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)的知識(shí)，運(yùn)用專(zhuān)業(yè)的知識(shí)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)解決故障。維修人員要仔細(xì)觀(guān)察，并與工作人員進(jìn)行溝通，了解故障發(fā)生之前的參數(shù)變化，及時(shí)查詢(xún)裝置的運(yùn)行記錄，明確故障產(chǎn)生的原因[5]。

4.7 重視故障的預(yù)防

為確保電力系統(tǒng)正常運(yùn)行，企業(yè)要高度重視機(jī)電保護(hù)裝置的應(yīng)用，采用先進(jìn)的技術(shù)，引進(jìn)專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員負(fù)責(zé)機(jī)電保護(hù)裝置的運(yùn)行與維護(hù)工作。要制定完善的安全責(zé)任制度，確保制度內(nèi)容得到落實(shí)，同時(shí)，提高工作人員的規(guī)范操作意識(shí)和安全意識(shí)，避免出現(xiàn)安全事故。企業(yè)還要建立具有專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平和高度責(zé)任感的維修管理隊(duì)伍，定期對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行巡查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，解決故障。定期對(duì)管理人員進(jìn)行培訓(xùn)，提高其職業(yè)素養(yǎng)，使其掌握專(zhuān)業(yè)的知識(shí)，準(zhǔn)確識(shí)別各種故障，對(duì)故障進(jìn)行妥善處理。

5 結(jié)語(yǔ)

為了有效發(fā)揮出繼電保護(hù)裝置的作用，確保電力系統(tǒng)正常運(yùn)行，要了解繼電保護(hù)裝置中存在的故障及故障產(chǎn)生的原因，采取有效的維修技術(shù)手段，確保故障及時(shí)被排除，滿(mǎn)足人們的用電需求。

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