电气工程中继电保护的故障诊断与处理
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2022年08月22日 11:09:27
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知识点:继电保护故障电气设备的稳定运转关系到了电气工程的建设质量,继电保护系统在我国电气工程当中广泛应用,为保障电气系统的安全稳定运行发挥了不可替代的关键性作用。近年来,全世界各国对电气工程继电保护系统的技术研究越来越深入,市面上的继电保护装置设备愈发多样化,智能化和自动化的程度得到了显著提高。但是在继电保护装置运行的过程当中,因继电保护装置的质量、维护保养管理、运行环境等诸多问题,造成了继电保护装置的误报乃至本身发生故障,给电气工程中的设备运行管理带来了一些负面的影响。针对继电保护的故障问题,需要借助专业化的诊断仪器,不断提高维护人员故障排查分析能力,并建立一套比较完整的继电保护运维管理机制,才能够及时的发现继电保护装置的异常故障,并快速有效处理各种故障异常问题,降低继电保护故障对电气系统的安全稳定运行造成的负面影响。

知识点:继电保护故障

电气设备的稳定运转关系到了电气工程的建设质量,继电保护系统在我国电气工程当中广泛应用,为保障电气系统的安全稳定运行发挥了不可替代的关键性作用。近年来,全世界各国对电气工程继电保护系统的技术研究越来越深入,市面上的继电保护装置设备愈发多样化,智能化和自动化的程度得到了显著提高。但是在继电保护装置运行的过程当中,因继电保护装置的质量、维护保养管理、运行环境等诸多问题,造成了继电保护装置的误报乃至本身发生故障,给电气工程中的设备运行管理带来了一些负面的影响。针对继电保护的故障问题,需要借助专业化的诊断仪器,不断提高维护人员故障排查分析能力,并建立一套比较完整的继电保护运维管理机制,才能够及时的发现继电保护装置的异常故障,并快速有效处理各种故障异常问题,降低继电保护故障对电气系统的安全稳定运行造成的负面影响。

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继电保护的重要作用


随着我国的经济不断发展,电网建设的规模不断扩大,一旦电气设备发生故障,将会造成停电,给用户的工作生活带来不便,甚至造成危及人身设备的安全事故。继电保护系统是秉持可靠、快速、灵敏和选择的原则隔离故障,从而保障电气系统设备运行的安全稳定性。具体而言,可靠性特征是指在电气工程发生运行故障时,继电保护在不需要它动作时可靠不动作,即不发生误动,要求继电保护在规定的保护范围内发生了应该动作的故障时可靠动作,即不拒动;快速性特征是指继电保护装置应能尽快地切除故障,以减少设备及用户在大电流、低电压运行的时间,降低设备的损坏程度,提高系统并列运行的稳定性;灵敏性特征是指电气设备或线路在被保护范围内发生短路故障或不正常运行情况时,在规定的范围内故障时,不论短路点的位置和短路的类型如何,以及短路点是否有过渡电阻,都能正确反应动作;选择性特征是指当电力系统中的设备或线路发生短路时,其继电保护仅将故障的设备或线路从电力系统中切除,当故障设备或线路的保护或断路器拒动时,应由相邻设备或线路的保护将故障切除。


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继电保护的基本功能

 

 
故障异常定位  


当电气设备在运行中发生故障时,继电保护可以快速地对故障的设备位置进行定位,并隔离故障部位,通过这样的方式避免故障位置不断蔓延,尽可能减小故障设备造成更大的损坏,并对其他正常运行的设备进行保护;



 

 
实时监控设备运行状态,及时报警  


对电气设备的运行情况进行监控,及时发现电气设备异常,第一时间进行自动报警,电气设备管理人员可以根据继电保护装置上送的报警内容第一时间赶赴现场,对故障问题进行快速地诊断、排查和处理;同时,根据故障情况对系统中的设备运行状态作出有必要的调整或是采取针对性的应急处理措施,从而确保整个电气系统设备的稳定运行。



 

 
与相邻设备或线路保护配合隔离故障  


当电气设备发生故障且故障设备开关拒动时,继电保护装置需要与同一系统中的其他相邻设备或线路进行配合,遵循突发故障的应急处置方案,快速采取措施进行处理隔离故障,避免造成更大的经济损失或威胁人身设备的安全,尽快恢复对正常设备的供电。


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电气工程继电保护发生故障的主要原因

 

 
继电保护的产源故障  


如果继电保护装置出厂时就存在着质量问题,必然会影响对故障的电气设备进行准确的定位与保护。具体而言,在电气工程当中,继电保护装置内部元件材料质量会直接影响继电保护装置的性能,其运行状态必然影响在设备故障时报警以及动作的准确性,不能够满足电气工程运行的需求,还会增加内部故障的发生几率,增加运维管理人员的工作负担,使得继电保护装置在电气工程中无法发挥其重要的作用。



 

 
继电保护受干扰和绝缘破坏产生故障  


随着电气工程规模的不断扩大,电气设备无论从性能、复杂程度方面都较以往有了很大变化,在这种情况下就对继电保护的性能提出了更高的要求。由于微机继电器的抗干扰能力弱,如果设备受到设备或外围设备的干扰,就会造成继电器装置内部部件的无序运行,从而影响设备的性能。在电气系统当中,电流互感器的作用十分关键,如果电流互感器处于饱和状态下,会对继电保护动作造成干扰。比如继电保护装置长时间运行后,大量的静电粉尘会积聚,导致导通通道短路,或当设备发生短路时,短时间内就会形成强大电流,给电流互感器造成巨大的压力,从而破坏绝缘,损害继电保护装置的元件,引起继电保护装置失灵的情况。



 

 
继电保护装置本身的运行故障  


在电气工程系统中的继电保护装置内部构件本身具有一定的使用年限,如果超出使用年限后没有及时进行更换,由于元件老化会造成继电保护的性能下降,元件的损坏会引起继电保护装置本身的故障,不能正确动作。再者,如果继电保护装置长期处于超负荷运行的状态,装置内局部的高温也会造成保护装置内部发生故障,降低继电保护装置的灵敏度,造成开关拒动。



 

 
继电保护的隐形故障  


继电保护的隐形故障也可以称为既发故障,与其他的继电保护故障相比,隐形故障的发生存在着一定的突发性和特殊性,且不容易被发现,因此在发生隐形故障时也会比一般的故障造成增加严重和深远的影响,还会由于定位和诊断的困难也会引起其他的衍生故障。并且由于继电保护隐形故障比较难以被发现,如果日常的检查维护不及时,对一些潜在的隐患和异常的运行情况没有及时发现和处理,如果引发了继电保护装置的故障,不但会影响运维管理人员的准确判断,延长电气设备的故障处理,还有可能造成电气工程系统的崩溃,甚至引发火灾等严重情况。

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继电保护故障的诊断方法及应对措施


电气工程中继电保护故障的发生是在所难免,继电保护故障的诊断和处理能力会直接影响电气工程系统中设备的安全稳定运行。为了尽可能减少继电保护故障所引发的后果,必须要对故障的问题进行快速定位并采取有效措施加以解决。目前,针对电气工程中继电保护装置的故障,主要采用的诊断方法包括了以下几种:

(1)替换法。通过正常的同种元件替换怀疑存在故障的元件,从而辨别其是否正常,能够立即缩小故障的排查范围;

(2)参照法。通过将正常和非正常设备的技术参数进行比对,由此找出不正常设备的具体故障位置;

(3)短接法。把回路中某段或是某一部分进行短接,以此判断故障是处于短接线范围之内,还是在其他区域;

(4)直观法。主要应用在当不能使用仪器进行逐点测试、某个插件故障暂时缺少备用品进行替换却又想把故障排除、10k V开关出现拒分或拒合现象的情况下。

这些故障诊断方法所适用的情况各有不同,需要继电保护运维管理人员根据实际情况采用适宜的故障诊断方法,明确故障发生的原因,从而采取相应的处理措施;对于一些电气工程继电保护中不容易被发现的隐患和偶发性的故障,需要提高故障诊断和识别的能力,利用先进的仪器和故障诊断分析技术,对一些异常情况能够引起重视,深入地分析查找原因,提前排除隐患,防范于未然;此外,针对日常的继电保护的维护和保养也需要加以重视,制定完善的继电保护故障诊断与运维管理制度,对继电保护故障诊断与处理工作进行有效的指导。具体而言,针对电气工程继电保护故障的应对措施主要包括以下方面:



 

 
加强对继电保护的工作状态进行定期检查  


运维管理人员应对继电保护进行定期的检查维护工作,在日常检查维护中一般以检查微机保护装置外观及模块背板有无异常,液晶显示是否正常,接线是否有松动或脱落,有无发热、异味、冒烟等;检查微机保护装置的运行状态、运行监视情况;检查微机保护装置屏上各操作把手、旋转开关的位置是否正确;对微机保护装置定值进行核对,看是否与所下定值相符;对微机保护装置的动作报告记录进行查看等内容进行定期检查,判断是否存在异常问题和故障。



 

 
加强对电气设备继电保护的日常维护和定期校验  


继电保护维护保养的核心就是对继电保护装置的元件进行维护保养,避免由于元件的材质、运行环境差和元件损坏等问题给继电保护的功能发挥造成影响。继电保护管理人员首先需建立健全的保养维护计划和制度,确保维护保养工作的确切落实到位;其次定期对继电保护装置元件进行清扫维护工作,避免积灰发生污闪放电,在清扫时应当仔细小心,以免造成导线脱落或短路,还应进行有必要的升级维护工作,确保继电保护装置的正常运转,维护电气设备的稳定使用,再者要构建良好的继电保护装置的运行环境,如对装有继电保护装置的房间勤打扫,避免落灰,加装空调降低室温避免装置发热等来降低继电保护装置故障的发生几率。

为保证微机保护装置可靠动作,应对继电保护装置及二次回路进行定期的停电校验,一般校验周期为一年,主要做以下内容:

(1)对二次回路绝缘电阻的测试;

(2)用继电保护测试仪输入标准的电流、电压模拟量,校验微机保护装置的电流、电压采样精度及功率角是否正确;

(3)校验微机保护装置的就地或远控操作按键是否正常工作;

(4)根据保护定值单,用继电保护测试仪输入模拟动作值进行开关二次整组保护动作试验。检验装置的动作可靠性及定值保护动作逻辑关系是否满足定值单要求;



 

 
建立健全电气工程继电保护管理机制  


电气工程继电保护故障的管理与维护工作必须要以完善的制度和规范为基础,通过建立一套适合电气工程的继电保护管理机制才能够提高故障排查的效率,形成良性的工作循环,不断积累故障排查与维护经验,优化故障管理水平。因此,针对继电保护故障管理必须要尽快完善相关机制,落实继电保护故障诊断与处理工作的职能与责任,加强对继电保护运维管理人员的专业化培养与管理,定期开展针对继电保护故障诊断与处置的专业培训,建立完善的考核与奖惩机制,做好日常运维管理的分工,提高责任心,加强学习能力,积累工作经验,提高继电保护运维管理的水平。



 

 
利用大数据技术实现电气设备继电保护的有效管理  


随着科学技术的快速发展,电气工程管理方面的技术也在不断进行更新换代,电气工程继电保护的故障诊断与运维管理工作也需要充分依靠现代信息技术,建立完善的管理平台,借助现代化的数据处理技术,对继电保护运行的数据进行全面的获取、整合和分析,能够通过数据分析发现继电保护运行的异常,从而提高故障排查的效率;此外,还需要借助数据传输与共享的技术提升继电保护运维管理水平,加强各部门之间的协同配合,尽可能减少继电保护故障的发生几率。

继电保护是电气工程中的重要组成部分,继电保护承担着保障电气工程系统的人身设备安全稳定运行的重要保护职能,如果继电保护发生故障,不仅会给运维管理人员对故障诊断及处理带来诸多不便,还会威胁到人身设备电网的安全。针对继电保护的相关故障,需要采取科学的方法加以诊断,并不断提升作业人员对继电保护故障排查、诊断与处置的能力,提升故障管理的时效性,不断积累运维管理人员的工作经验,建立一套完善的继电保护管理机制,并利用现代先进的信息管理技术进行有效的管理。



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