電力繼電保護(hù)障礙分析及電工維修技術(shù)

張文帥

摘? 要：電力繼電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)中重要組成部分，可以對(duì)其進(jìn)行全程、實(shí)時(shí)監(jiān)控，并掌握電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，排查掉可能存在的故障，從而確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定、安全運(yùn)行。電力繼電保護(hù)也是當(dāng)前電力事業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)方向，在具體分析其障礙時(shí)，也需要依托科學(xué)、先進(jìn)的電工維修技術(shù)，以此針對(duì)性解決故障問(wèn)題。文章首先簡(jiǎn)單概述了電力繼電保護(hù)，其次分析了電力繼電保護(hù)主要故障類(lèi)型，之后概述了幾種有效的電力維修技術(shù)，以供同行參考。

關(guān)鍵詞：電力繼電保護(hù);故障;電工維修技術(shù)

引言

應(yīng)用繼電保護(hù)可以使電力系統(tǒng)的運(yùn)行更安全、更穩(wěn)定。以往我國(guó)電力系統(tǒng)主要使用快速制動(dòng)器，并且這些裝置需要手動(dòng)操作，錯(cuò)誤率相對(duì)較高，效率很低，因此不能完全滿足當(dāng)前發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。繼電保護(hù)裝置雖然在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)出現(xiàn)一些障礙，但只喲加強(qiáng)日常管理與維修，就不會(huì)因嚴(yán)重故障阻礙電力系統(tǒng)正常運(yùn)行?？梢哉f(shuō)，電力繼電保護(hù)裝置應(yīng)用到電力系統(tǒng)中，對(duì)促進(jìn)電力事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有著一定的積極作用。

一、電力繼電保護(hù)概述

（一）繼電保護(hù)特有性質(zhì)

一是電力繼電保護(hù)特有的智能選擇性。若電力系統(tǒng)發(fā)生障礙或異常情況時(shí)，繼電保護(hù)裝置就可以發(fā)揮保護(hù)功能，以最快速的方法排除問(wèn)題，以此確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。繼電保護(hù)裝置與傳統(tǒng)的保護(hù)裝置相比，它更加安全可靠。當(dāng)電力系統(tǒng)中的電流瞬時(shí)增加時(shí)，繼電保護(hù)就會(huì)執(zhí)行斷電保護(hù)，傳統(tǒng)的斷電保護(hù)工作原理是設(shè)定電源系統(tǒng)的最大工作值，斷電保護(hù)所需的門(mén)限是一個(gè)相對(duì)固定的端子通過(guò)短路現(xiàn)象來(lái)測(cè)量。與離線的傳統(tǒng)快速斷開(kāi)設(shè)備相比，繼電保護(hù)更加準(zhǔn)確、高效和智能。

而是電力繼電保護(hù)具備較強(qiáng)的靈敏性。保護(hù)裝置靈敏度的重點(diǎn)在于，周期繼電保護(hù)范圍后，無(wú)論是哪種類(lèi)型的短路故障，短路位置如何，或短路點(diǎn)是否存在瞬態(tài)電阻，繼電器保護(hù)都能智能、快速地響應(yīng)電力系統(tǒng)。功率繼電器保護(hù)的這種智能保護(hù)響應(yīng)涵蓋了廣泛的范圍，無(wú)論是在電力系統(tǒng)高負(fù)載運(yùn)行期間發(fā)生三相短路，還是在較小的電力系統(tǒng)功率下由于電流流經(jīng)較大的過(guò)渡電阻而導(dǎo)致的單相或兩相短路現(xiàn)象，繼電保護(hù)可以快速響應(yīng)并有效保護(hù)。

三是繼電保護(hù)所具備的可靠性強(qiáng)、工作穩(wěn)定特點(diǎn)?，F(xiàn)代社會(huì)的用電量增長(zhǎng)迅速，各地電網(wǎng)的不斷擴(kuò)展給電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了一定的壓力與挑戰(zhàn)。因此繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中所發(fā)揮的作用非常重要，如果繼電保護(hù)裝置受到障礙，就會(huì)影響電力系統(tǒng)整張運(yùn)行，繼電保護(hù)裝置也可能導(dǎo)致電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生故障，電力系統(tǒng)崩潰而沒(méi)有影響更多區(qū)域、人們的正常生產(chǎn)生活。

（二）繼電保護(hù)裝置基本要求

在電力系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下，為了確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，有必要有選擇地快速切斷故障線路，保障其在過(guò)程中穩(wěn)定可靠，這是繼電保護(hù)裝置的基本要求。保護(hù)裝置的靈敏度必須能夠快速響應(yīng)其范圍內(nèi)的任何故障，并且靈敏度必須滿足要求。而繼電保護(hù)裝置所具備的穩(wěn)定性是為了確保受保護(hù)組件的安全正常運(yùn)行，維持電源系統(tǒng)的正常運(yùn)行并防止大范圍停電。

二、電力繼電保護(hù)的主要故障類(lèi)型分析

（一）繼電保護(hù)開(kāi)關(guān)故障

就目前來(lái)講，我國(guó)很多的電力企業(yè)供電模式逐漸呈現(xiàn)出了統(tǒng)一的狀態(tài)，基本上都是一般供電模式，即變電站連接到配電站并連接到配電變壓器。通常，電力公司在建立交換站的過(guò)程中會(huì)選擇密集的供電區(qū)域以方便人群，而這部分的供電區(qū)域的電源數(shù)量相當(dāng)大，發(fā)生故障的可能性也較高。相關(guān)管理人員在調(diào)節(jié)變壓器的過(guò)程中，很容易盲目地將負(fù)載開(kāi)關(guān)弓形熔斷器連接到變壓器出口線上，這很容易讓電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)開(kāi)關(guān)發(fā)生非常嚴(yán)重的損壞，例如變壓器跳閘故障等，儼然已經(jīng)成為了人們用電的常見(jiàn)問(wèn)題。

（二）微機(jī)保護(hù)裝置方面的故障

現(xiàn)代電力系統(tǒng)一般采取微機(jī)繼電保護(hù)裝置，這是由于其智能性相對(duì)較高。但微機(jī)保護(hù)裝置也很容易受到外界因素的干擾，例如電壓、電源、絕緣等因素，使得其常出現(xiàn)以下幾方面的故障：（1）外部干擾和絕緣故障。微機(jī)繼電保護(hù)裝置具有較高的智能性，但缺乏較強(qiáng)的抗干擾能力。微機(jī)繼電保護(hù)裝置自身使用了絕緣性材料，因此有著姣好的絕緣效果，這使得內(nèi)部元器件很容易發(fā)生故障，從而影響其使用性能;（2）微機(jī)繼電保護(hù)裝置的電源故障。微機(jī)繼電保護(hù)裝置電壓、電流不穩(wěn)就會(huì)使得電路參考值出現(xiàn)一定波動(dòng)，從而使繼電保護(hù)裝置引起判斷錯(cuò)誤和故障;（3）靜電導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置故障。由于繼電保護(hù)裝置工作時(shí)很容易產(chǎn)生靜電，并且清潔不到位導(dǎo)致的靜電會(huì)使保護(hù)裝置發(fā)生故障。例如，如果在廣播傳輸塔或通信基站附近安裝了微機(jī)繼電保護(hù)設(shè)備，則從無(wú)線設(shè)備發(fā)出的無(wú)線電波會(huì)干擾微機(jī)繼電保護(hù)設(shè)備，從而導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部智能組件的運(yùn)行失敗，降低其工作性能。

（三）電壓互感器的回路故障問(wèn)題

繼電保護(hù)裝置的電流保護(hù)范圍內(nèi)有多種類(lèi)型的條件會(huì)引起電流波動(dòng)或短路，特別是變壓器回路故障的問(wèn)題最為突出，并且二次電壓回路能有效保證整個(gè)變電站具備完善的二次運(yùn)行系統(tǒng)，以提高供電的實(shí)際效果。因此，在回路過(guò)程中，如果二次電壓存在一定故障，則繼電保護(hù)裝置會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的故障反應(yīng)。

三、繼電保護(hù)的故障解決原則

（一）繼電保護(hù)的選擇性功能

繼電保護(hù)的選擇性意味著在發(fā)生電力系統(tǒng)故障時(shí)，繼電保護(hù)可以選擇性地切斷線路，而不會(huì)影響其他線路的正常運(yùn)行。為了確保繼電保護(hù)站的穩(wěn)定性和可靠性，一旦電源發(fā)生電涌，繼電保護(hù)必須立即做出反應(yīng)以發(fā)揮保護(hù)作用?，F(xiàn)有繼電速斷裝置在離線時(shí)，繼電保護(hù)裝置處于滿負(fù)荷工作狀態(tài)下，若有線路發(fā)生短路故障，都需要確定其定值情況，然后依據(jù)發(fā)生時(shí)值來(lái)對(duì)電力系統(tǒng)和電源進(jìn)行針對(duì)性保護(hù)，這即是繼電保護(hù)的選擇性功能。

（二）要具備極強(qiáng)的靈敏性

繼電保護(hù)靈敏度表示保護(hù)設(shè)備對(duì)保護(hù)范圍內(nèi)的故障或異常運(yùn)行狀況做出響應(yīng)的能力。為此，相關(guān)技術(shù)部門(mén)有必要增強(qiáng)繼電保護(hù)的靈敏度，即使在電路和類(lèi)型中存在短路或過(guò)大電流的情況下，如果發(fā)生三相短路，則在系統(tǒng)最大工作模式下，繼電器可以在最短時(shí)間內(nèi)做出反應(yīng)以及最穩(wěn)定的動(dòng)作。

（三）繼電保護(hù)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)用

自上世紀(jì)八十年代以來(lái)，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就一直是人工智能領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，從信息處理的角度抽象人腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，建立簡(jiǎn)單的模型，并根據(jù)不同的連接方法形成不同的網(wǎng)絡(luò)。此功能對(duì)繼電保護(hù)裝置有很大的影響，它可以自動(dòng)分析故障并處理以進(jìn)行報(bào)告，適用于復(fù)雜的電源系統(tǒng)，并節(jié)省了大量的故障排除時(shí)間。

四、電工維修技術(shù)的應(yīng)用

（一）替代維修法

在電力系統(tǒng)的操作過(guò)程中，當(dāng)維修技術(shù)人員針對(duì)繼電保護(hù)裝置問(wèn)題開(kāi)展維修管理時(shí)，可以使用無(wú)缺陷的插件或組件來(lái)替換有缺陷的插件或組件。應(yīng)用這種直接的方法，則可以快速鎖定部分故障問(wèn)題，減少整體查詢時(shí)間，從而確保故障及時(shí)、準(zhǔn)確處理完畢。實(shí)際上，該方法被廣泛使用到了繼電保護(hù)裝置障礙分析中。如果遇到繼電插件內(nèi)部元件相對(duì)復(fù)雜情況時(shí)，也可以采取替代維修法進(jìn)行檢查。若替如果更換組件后故障消失，則可以確定該部分為故障點(diǎn)，若問(wèn)題沒(méi)有消失，則需要進(jìn)行一系列檢查，直到完成最終的故障檢查為止。

（二）帶負(fù)荷檢查法

在繼電保護(hù)裝置的整體檢查和維護(hù)工作中，負(fù)載檢查是最后也是最重要的環(huán)節(jié)，也是消除交流電路故障或問(wèn)題的重要方法。但是，按負(fù)荷進(jìn)行檢查維修的方法應(yīng)注意以下問(wèn)題：在實(shí)際情況下用負(fù)載修復(fù)線路時(shí)，必須清楚地參考對(duì)象。例如，要測(cè)量相電壓，通常應(yīng)選擇要測(cè)量的項(xiàng)目A的母線電壓，并且應(yīng)明確潮流走向。若本開(kāi)關(guān)無(wú)法作為參考，維修人員需要選擇對(duì)側(cè)或本冊(cè)相應(yīng)幾個(gè)斷路器或者串聯(lián)開(kāi)關(guān)之和。在具體維修過(guò)程中，技術(shù)人員還需要時(shí)刻關(guān)注度限壓大小、相位、一次潮流是否一致等指標(biāo)和內(nèi)容。

（三）直觀檢查法

如果繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的故障不嚴(yán)重時(shí)，有經(jīng)驗(yàn)的電工可以直接使用直觀檢查方法，并且無(wú)需應(yīng)用其他復(fù)雜的方法，但是經(jīng)驗(yàn)不足的維護(hù)人員不建議這樣做。在實(shí)際工作中，電氣維護(hù)人員可以根據(jù)多年的維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)氣體的外部條件和繼電保護(hù)裝置的溫度來(lái)確定故障的位置和類(lèi)型。在處理電子設(shè)備問(wèn)題時(shí)使用此方法，如果系統(tǒng)崩潰且沒(méi)有維護(hù)工具，則也可以使用此方法來(lái)處理故障。

總結(jié)

綜上所述，在當(dāng)前電力繼電保護(hù)技術(shù)和裝置越來(lái)越完善、先進(jìn)的發(fā)展背景下，信息技術(shù)的進(jìn)步更進(jìn)一步促進(jìn)著電力繼電保護(hù)裝置功能的提高。但是，將自動(dòng)化技術(shù)融入到電力系統(tǒng)中，也增加了對(duì)繼電保護(hù)的要求，因此有必要對(duì)繼電保護(hù)做更深層次和更全面的研究與探討，例如電工維修技術(shù)等。文章在分析繼電保護(hù)裝置故障及解決方法的基礎(chǔ)上，針對(duì)三點(diǎn)電工維修技術(shù)做了簡(jiǎn)單探討，其中應(yīng)用最廣的仍是直觀檢查法。相關(guān)電力企業(yè)還需要不斷引進(jìn)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的電力維修技術(shù)，積極培養(yǎng)高素質(zhì)維修技術(shù)人員，以此更好的促進(jìn)電力事業(yè)快速發(fā)展。

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