浅谈高压继电保护系统的原理及其常见故障处理朱楠

浅谈高压继电保护系统的原理及其常见故障处理朱楠

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摘要:近年来,电力行业得到快速发展,但故障却频繁发生,尤其是继电保护系统方面的故障。如果继电保护系统发生故障,则将失去应有的保护功能,增大电力系统故障发生几率。因此,广大电力工作者必须在做好故障分析与诊断的基础上,采用有效技术措施及时处理系统电力故障。

关键词:高压继电保护系统;故障与处理;原理

1继电保护系统的原理、作用和特点

高压电力系统继电保护技术的原理是电气测量器件对被保护对象实时检测其有关电气量(电流、电压、功率、频率等)的大小、性质、输出的逻辑状态、顺序或它们的组合,还有检测其他的物理量(如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高等)作为继电保护装置的输入信号,通过逻辑运算与给定的整定值进行比较,然后给出一组逻辑信号来判断相应的保护是否应该启动,并将有关命令传给执行机构,由执行机构完成保护的工作任务(跳闸或发出报警信号等)。

2高压继电保护系统基本原理

在高压电力系统当中,继电保护基本原理为采用电气测量器件检测所有保护对象的电气量,如频率、电流和电压等,并判断这些电气量的性质与状态,将其作为继电保护系统输入量,采用逻辑运算的方法和整定值实施对比,再给出相应的逻辑信号,用于判断是否需要进行保护,同时向执行机构传输指令,最后由执行机构进行保护动作,如发出警报和跳闸。通过继电保护,能对高压电力系统实施动态监测与状态信息实时显示,对所有异常工况和信息进行预警,并切除系统中存在的故障,最终为正常供电提供有效保障。通过实践,继电保护主要具有以下特点:1)可靠性良好,既不会发生误动,也能有效防止拒动。2)在确定故障的具体位置后,确保保护动作只是在系统当中对故障进行切除,没有故障的部分仍可以安全运行。3)在快速反应的基础上对故障进行准确切除。

3高压继电保护系统常见故障与处理方法

3.1参数设置方面的故障与处理

对继电保护装置而言,其参数设置以被保护对象电气参数为依据,经计算和分析后确定相应的保护参数,再进行参数设置。其常见的故障主要包括:1)参数设置值远高于标准值。2)参数设置值远低于标准值。3)保护功能异常关闭。4)保护功能异常开启。可采用如下措施进行处理:以需进行保护的设备及回路对应的参数为依据,对初步设置参数进行计算,确定保护功能,然后根据前后级设置数值完成定值。

3.2电压互感器方面的故障与处理

对电压互感器而言,作用在于对电力系统电压进行跟踪检测,得到的电压检测信号能发送至继电保护系统,用于后续的计算分析和对比。对于电压互感器,其主要有以下常见故障:1)绝缘部分接触不良或损坏。2)回路接触不良。3)接线接触不良等。可采用如下措施进行处理:对系统绝缘部分进行检测,测定回路的电阻与二次电压,及时发现和排除系统异常。

3.3电流互感器方面的故障与处理

对电流互感器而言,作用在于对电力系统电流进行跟踪检测,得到的电流检测信号能发送至继电保护系统,用于后续的计算分析和对比。对于电流互感器,其主要有以下常见故障:1)绝缘部分接触不良或损坏。2)接线接触不良。3)饱和问题。主要由短路引起,如果产生了饱和问题,则会因为一次电流转换成励磁电流而使二次电流无法完成线性变化,最终产生拒动故障。可采用如下措施进行处理:对系统绝缘部分进行检测,测定回路的电阻与二次电压,及时发现和排除系统异常;针对饱和问题,可采取提高标准、降低阻抗或增大线径等措施予以解决。

3.4设备与二次线路方面的故障与处理

继电保护系统由以下几部分组成:电源、信息采集部分、通信部分、信号输出部分。常见故障包括:通信故障、模块烧损、显示异常、电流或电压信号异常、保护误动与保护拒动。可采用如下措施进行处理:1)对系统的通信线路进行检查,确认接地线接触是否正常,并采用合理可行的措施排除干扰源,如使用铁质外柜体,增大二次布线的有效安全距离,设置屏蔽层来消除内部干扰。2)对系统的电源部分进行检查,确认模块的其它部分是否完好。3)对零序、瓦斯和温湿度等所有类型的二次线路进行检查,确认接触是否良好。4)利用钳形表等仪器测定二次电压及电流。5)通过对历史记录的查看确认输出模块是否处在正常的状态。

4高压电网继电保护技术研究

4.1继电保护组成

1)测量比较部分:对被保护元件各项物理参量进行测量,同时和给定值实施对比,以对比结果为依据,发送相应的逻辑信号,以此确定是否需要启动保护装置。2)逻辑部分:使保护装置能够按照某种逻辑关系进行故障判定,再确定后续的动作,同时向执行机构发送指令。3)执行输出部分:以逻辑部分发送的指令为依据,实施保护装置所有任务。比如在故障发生时动作于跳闸,异常时发出相应的信号等。

4.2工作回路

要使继电保护发挥正常功能,不仅需要必要的继电保护装置,而且只有依靠回路正确工作,才可以顺利完成以下任务:正常运行时不动作;运行异常时发出信号;故障发生时断路器跳闸。对于工作回路,主要包括:对一次电力设备所属电流和电压进行转换,得到可供二次设备运行的电流与电压。

4.3基本任务

1)在没有人员操作的情况下快速且有选择的对故障元件进行切除,防止该元件继续受到破坏,并与电网隔离,避免对其它完好的元件造成影响,其它正常的部分仍能持续运行;2)对电气元件所处运行状态进行实时反映,同时以运行维护实际条件为依据直接动作于信号,为值班人员及时正确的处理创造便利,或者是使用相应的装置完成自动调整。也可以对那些一旦运行就有可能造成损坏的设备进行切除。这一情况下通常无需保护立即动作,但要以电网和各元件实际危害程度为依据,确定合适的延时,防止暂时波动引起干扰导致装置误动;3)对于继电保护装置,它能和电网当中其它类型的自动化装置相互配合,如自动分合闸装置,在外部条件允许的情况下,通过对预定措施的正确实施,尽可能缩短因故障造成的停电的时间,以最快的速度恢复正常供电,保证电网供电可靠性。如果电网产生可以对设备造成损坏,或是对电网安全有较大威胁的故障,可以使被保护元件、设备立即从电网中脱离。当电网运行异常时,能发出相应的警报信号,为迅速处理创造便利,使之尽快恢复。使电网实现远程化与自动化,推动工业生产自动控制发展。

结束语:

电力系统安全稳定的运行有赖于继电保护系统正确动作。对继电保护专业技术人员而言,需要掌握电力系统基本知识,应用故障检测及分析办法,加强对继电保护方面的维护,增强常见故障及时处置的能力,确保继电保护系统始终处在安全稳定的状态。尤其是在继电保护不断向智能化、微机化与网络化快速发展的时期,要求技术人员不断提高自身专业技能与业务水平,适应继电保护系统持续发展需要。

参考文献:

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