關于電廠繼電保護裝置檢修與管理的探討

1、關于電廠繼電保護裝置檢修與管理的探討 【摘 要】 電力在現(xiàn)代社會各方面起著重大的作用，沒有電力的支持，社會生活和生產(chǎn)根本就無法正常進行。基于電力在現(xiàn)代社會發(fā)展中的重要性，對電力的維護就顯得格外重要。而對電力維護起重要作用的繼電保護，則是電力系統(tǒng)能否正常工作的關鍵。隨著電力系統(tǒng)的不斷擴大和發(fā)展，大容量、高參數(shù)機組在電網(wǎng)中的不斷投運，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和發(fā)電設備安全運行對繼電保護及自動裝置的要求越來越高，它不但要求繼電保護裝置具有良好的可靠性，同時也要求繼電保護裝置具有較好的穩(wěn)定性。 【關鍵詞】 電力系統(tǒng) 繼電保護 可靠性 1 繼電保護裝置的運行環(huán)境極其維護 繼電保護裝置是實現(xiàn)繼電保護的基本條件，要實

2、現(xiàn)繼電保護的作用，就必須要具備有科學先進、行之有效的繼電保護裝置。因此，要做好繼電保護的工作，就必須要重視保護的設備。而設備的質(zhì)量題目，直接決定了繼電保護的效果，因而必須對繼電保護的裝置提出較高的要求，主要體現(xiàn)在四性上。繼電保護裝置的重要性，不僅要在選用上考慮其是否達到基本運行條件的要求，還要在日常的檢測和維護上做好工作。 首先，要全面了解設備的初始狀態(tài)。繼電保護設備的初始狀態(tài)，影響其日后的正常和有效運行。因此必須留意收集整理設備圖紙、技術(shù)資料以及相關設備的運行和檢測數(shù)據(jù)的資料。對設備日常狀態(tài)的檢驗，要對設備生命周期中各個環(huán)節(jié)都必須予以關注，進行全過程的治理。一方面是保證設備正常的、安全有效的

3、使用，避免投進具有缺陷的設備。同時在恰當?shù)臅r機進行狀態(tài)檢驗，以便能真正的檢測出題目的所在，并及時的找到應對方案。另一方面，在設備使用投進前，要記錄好設備的型式試驗和特殊試驗數(shù)據(jù)、各部件的出廠試驗數(shù)據(jù)、出廠試驗數(shù)據(jù)以及交接試驗數(shù)據(jù)和運行記錄等信息。 其次，要對設備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)進行及時全面的統(tǒng)計分析。首先要了解設備出現(xiàn)故障的特點和規(guī)律，進而通過對繼電保護裝置運行狀態(tài)的日常數(shù)據(jù)的分析，預先判定分析故障出現(xiàn)的部分和時間，在故障未發(fā)生時，及時的排查。因此狀態(tài)檢驗數(shù)據(jù)治理就顯得非常重要，要把設備運行的記錄、設備狀態(tài)監(jiān)測與診斷的數(shù)據(jù)等結(jié)合起來，通過正確的完整的技術(shù)數(shù)據(jù)進行狀態(tài)檢驗。通過數(shù)據(jù)的把握和設備運行規(guī)

4、律的把握，可以科學地制定設備的檢驗方案，進步保護裝置的安全系數(shù)和使用周期，保證電力系統(tǒng)的正常運行。 再次，要了解繼電設備技術(shù)發(fā)展趨勢，采用新的技術(shù)對設備進行監(jiān)管和維護。在電力事業(yè)高度發(fā)展，繼電保護日益嚴重，繼電保護設備不夠完善的情況下，必須加強對新技術(shù)的應用，唯此才能保證保護裝置的科學有效，在電力系統(tǒng)的保護中發(fā)揮應有的貢獻。 2 對繼電保護裝置的要求 2.1 選擇性 選擇性就是指當電力系統(tǒng)中的設備或線路發(fā)生短路時，其繼電保護僅將故障的設備或線路從電力系統(tǒng)中切除，當故障設備或線路的保護或斷路器拒絕動作時，應由相鄰設備或線路的保護將故障切除。 2.2 速動性 速動性就是指繼電保護裝置應能盡快地切除

5、故障。對于反應短路故障的繼電保護，要求快速動作的主要理由和必要性在于：（1）快速切除故障可以提高電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性。（2）快速切除故障可以減少發(fā)電廠廠用電及用戶電壓降低的時間，加速恢復正常運行的過程。保證廠用電及用戶工作的穩(wěn)定性。 （3）快速切除故障可以減輕電氣設備和線路的損壞程度。（4）快速切除故障可以防止故障的擴大，提高自動重合閘和備用電源或設備自動投人的成功率。 對于反應不正常運行情況的繼電保護裝置，一般不要求快速動作，而應按照選擇性的條件，帶延時地發(fā)出信號。 2.3 靈敏性 靈敏性是指電氣設備或線路在被保護范圍內(nèi)發(fā)生短路故障或不正常運行情況時，保護裝置的反應能力。 所謂系統(tǒng)最大運

6、行方式，就是在被保護線路末端短路時，系統(tǒng)等效阻抗最小，通過保護裝置的短路電流為最大的運行方式；系統(tǒng)最小運行方式，就是在同樣的短路故障情況下，系統(tǒng)等效阻抗為最大，通過保護裝置的短路電流為最小的運行方式。 2.4 可靠性 可靠性是指在保護范圍內(nèi)發(fā)生了故障該保護應動作時，不應由于它本身的缺陷而拒動作；而在不屬于它動作的任何情況下，則應可靠地不動作。 以上四個基本要求是設計、配置和維護繼電器保護的依據(jù)，又是分析評價繼電保護的基礎。這四個基本要求之間，是相互聯(lián)系的，但往往又存在著矛盾。因此，在實際工作中，要根據(jù)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和用戶的性質(zhì)，辯證地進行統(tǒng)一。 電力系統(tǒng)保護分為主保護和后備保護，后備保護是指當主保

7、護或斷路器拒動時，用來切除故障的保護，后備保護可分為遠后備保護和近后備保護2種，遠后備保護就是當主保護或斷路器拒動時，由相鄰的電力設備或線路的保護來實現(xiàn)的后備保護，如變壓器的后備保護就是線路的遠后備。近后備保護是當主保護拒動時，由本電力設備或線路的另一套保護來實現(xiàn)的后備保護，如線路的零序保護和距離保護就是相互后備的 3 阻抗繼電器及其動作特性 阻抗繼電器是距離保護裝置的核心元件，它主要用來作測量元件，也可以作起動元件和兼作功率方向元件。 3.1 單相阻抗繼電器的特性 按相測量阻抗繼電器稱為單相式阻抗繼電器，加入繼電器的只有一個電壓和一個電流。由于電壓與電流之比是阻抗，即，所以測量阻抗電壓和電流

8、來實現(xiàn)。繼電器動作情況取決于的值（即測量阻抗），當測量阻抗小于預定的整定值時動作，大于整定值時不動作。運行中的阻抗器是接入電流互感器ta和電壓互感器tv的二次側(cè)，其測量阻抗與系統(tǒng)一次側(cè)阻抗之間的關系為： 對于單相阻抗繼電器的動作范圍，原則上在阻抗復數(shù)平面上用一個小方框可以滿足要求。但是當短路點有過渡電阻存在時，阻抗繼電器的測量阻抗將不在幅角為的直線上，此外，應電壓互感器、電流互感器都存在角誤差，使測量阻抗角發(fā)生變化。所以，要求阻抗繼電器的動作范圍不是以為幅角的直線，而應將其動作范圍擴大，擴大為一個面或圓（但整定值不變）（如圖1所示）。 3.2 全阻抗繼電器 全阻抗繼電器的動作特性。 全阻抗繼電

9、器動作邊界的軌跡在復數(shù)阻抗平面上是一個以坐標原點為圓心（相當于繼電器安裝點），以整定阻抗為半徑的圓，如圖2所示，圓內(nèi)為動作區(qū)，圓外為非動作區(qū)。 其特點如下： （1）無方向性。當測量阻抗位于圓外時，不滿足動作條件，繼電器不動作；當測量正好位于圓周上時，處于臨界狀態(tài)，繼電器剛好動作，對應此時的阻抗就是繼電器的起動阻抗；當保護正方向短路時，測量阻抗位于第象限，當保護反方向短路時，測量阻抗位于第象限，但保護的動作行為與方向無關，只要測量阻抗小于整定阻抗，落在動作特性圓內(nèi)，阻抗繼電器就動作。 （2）無論加入繼電器的電壓與電流之間的相角為多大，繼電器的動作與整定阻抗在數(shù)值上都相等，即 圖2 3.3 方向阻

10、抗繼電器 由于全阻抗繼電器的動作沒有方向性，在使用中，將它作為距離保護的測量元件，還必須加裝方向元件，從而使保護裝置復雜化。為了簡化保護裝置的接線，選用方向阻抗繼電器，它既能測量短路阻抗，又能判斷故障的方向。 變壓器縱差動保護主要是用來反應變壓器繞組、引出線及套管上的各種短路故障，是變壓器的主保護。變壓器差動保護是按照循環(huán)電流原理構(gòu)成的，圖3示出了雙繞組變壓器差動保護單相原理接線圖。變壓器兩側(cè)分別裝設電流互感器和，并按圖中所示極性關系進行連接。 正常運行或外部故障時，差動繼電器中的電流等于兩側(cè)電流互感器的二次電流之差，欲使這種情況下流過繼電器的電流基本為零，則應恰當選擇兩側(cè)電流互感器的變化。

11、圖3 壓器差動保護的基本原理和接線方式 即 若上述條件滿足，則當正常運行或外部故障時，流入差動繼電器的電流為： 當變壓器內(nèi)部故障時，流入差動繼電器的電流為： 為了保證動作的選擇性，差動繼電器的動作電流應按躲開外部短路時出現(xiàn)的最大不平衡電流來整定，即減少不平衡電流及其對保護的影響，就是實現(xiàn)變壓器差動保護的主要問題。為此，應分析不平衡電流產(chǎn)生的原因，并討論減少其對保護影響的措施。 4 電力狀態(tài)檢修在繼電保護工作中不可或缺 4.1 電力狀態(tài)檢修的概念 就電氣設備而言，其狀態(tài)檢修內(nèi)容不僅包括在線監(jiān)測與診斷還包括設備運行維護、帶電檢測、預防性試驗、故障記錄、設備管理、設備檢修和設備檢修后的驗收等諸多工作

12、，最后要綜合設備信息、運行信息、電力市場等方面信息作出檢修決策。 在電廠、變電站檢修決策時要考慮電網(wǎng)運行狀態(tài)，如用電的峰段與谷段，發(fā)電的豐水期與枯水期；設備所在單元系統(tǒng)其它設備的運行狀態(tài)，按系統(tǒng)為單元檢修與只檢修單臺設備的合理程度；電力市場的需要，進行決策風險分析。 4.2 電力狀態(tài)檢修的優(yōu)點 隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，科學技術(shù)水平的提高，電力系統(tǒng)正逐步向狀態(tài)檢修體制過渡。狀態(tài)檢修與其他檢修方式相比具有以下優(yōu)點： （1）開展狀態(tài)檢修是經(jīng)濟發(fā)展的迫切要求。對設備進行檢修是為了確保設備的安全、可靠運行，而根據(jù)設備的狀態(tài)進行檢修是為了減少設備的檢修停電，提高供電可靠性。開展設備的狀態(tài)監(jiān)測和分析，可以對設備

13、進行有針對性的檢修，使其充分發(fā)揮作用，即做到設備的經(jīng)濟運行。 （2）開展狀態(tài)檢修更具先進性和科學性。定期維護和檢修帶有較大的盲目性，并造成許多不必要的人力和費用的浪費；由于定期檢修工作量大，往往使檢修人員疲于奔命，加上現(xiàn)場條件和人員素質(zhì)的影響“，越修越壞”的現(xiàn)象也時有發(fā)生。開展狀態(tài)檢修，可減少不必要的工作量，集中了優(yōu)勢兵力，使檢修工作有一定的針對性，因而是更為科學，更為先進的方法。 （3）開展狀態(tài)檢修的可行性已經(jīng)具備：隨著科學技術(shù)的發(fā)展和運行經(jīng)驗的積累，已形成了較為完整的設備狀態(tài)監(jiān)測手段和分析判斷方法，開展狀態(tài)檢修已有較充分的技術(shù)保證。 （4）由于狀態(tài)檢修往往是以設備運行狀態(tài)下的在線監(jiān)測結(jié)果為依據(jù)進行的檢修，所以能夠預報故障的發(fā)生，使我們可以及時掌握設備運行狀況，防止發(fā)生意外的突發(fā)事故。 5 結(jié)語 繼電保護對我國電力系統(tǒng)的安全運行，起著不可替代的作用，在我國經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展，對電力要求不斷增大的情況下，要做好繼電保護工作，就要從各方面對繼電保護的基本任務和意義，以及起保護作用的繼電保護裝置有深刻的了解，并要及時掌握未來技術(shù)發(fā)展的方向。隨著保護裝置的微機化程度不斷提高，對繼