硅谷杂志：浅谈继电保护装置的应用及故障判断处理 |
| 2012-07-13 10:54 作者：刘振明 刘青 耿波 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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硅谷网7月13日消息 （原文在于《硅谷》杂志6月刊）随着电力系统的飞速发展，对继电保护不断提出新的要求。越来越多的新技术、新理论将应用于继电保护领域，这就要求我在工作中不断求学、探索和进取，达到保障我所负责的电气设备安全稳定运行的目的。
当电力系统中的电力元件（如发电机、线路等）或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。实现这种自动化措施的成套设备，一般通称为继电保护装置。
1继电保护装置工作原理及特点：
1.1电流保护
1）过电流保护---是按照躲过被保护设备或线路中可能出现的最大负荷电流来整定的。如大电机启动电流（短时）和穿越性短路电流之类的非故障性电流，以确保设备和线路的正常运行。为使上、下级过电流保护能获得选择性，在时限上设有一个相应的级差。
2）电流速断保护---是按照被保护设备或线路末端可能出现的最大短路电流或变压器二次侧发生三相短路电流而整定的。速断保护动作，理论上电流速断保护没有时限。即以零秒及以下时限动作来切断断路器的。过电流保护和电流速断保护常配合使用，以作为设备或线路的主保护和相邻线路的备用保护。
3）定时限过电流保护---在正常运行中，被保护线路上流过最大负荷电流时，电流继电器不应动作，而本级线路上发生故障时，电流继电器应可靠动作；定时限过电流保护由电流继电器、时间继电器和信号继电器三元件组成（电流互感器二次侧的电流继电器测量电流大小→时间继电器设定动作时间→信号继电器发出动作信号）；定时限过电流保护的动作时间与短路电流的大小无关，动作时间是恒定的。（人为设定）
4）反时限过电流保护---继电保护的动作时间与短路电流的大小成反比，即短路电流越大，继电保护的动作时间越短，短路电流越小，继电保护的动作时间越长。在10KV系统中常用感应型过电流继电器。（GL-型）
1.2电压保护
1）过电压保护---防止电压升高可能导致电气设备损坏而装设的。（雷击、高电位侵入、事故过电压、操作过电压等）10KV开闭所端头、变压器高压侧装设避雷器主要用来保护开关设备、变压器；变压器低压侧装设避雷器是用来防止雷电波由低压侧侵入而击穿变压器绝缘而设的。
2）欠电压保护---防止电压突然降低致使电气设备的正常运行受损而设的。
3）零序电压保护---为防止变压器一相绝缘破坏造成单相接地故障的继电保护。主要用于三相三线制中性点绝缘（不接地）的电力系统中。零序电流互感器的一次侧为被保护线路（如电缆三根相线），铁芯套在电缆上，二次绕组接至电流继电器；电缆相线必须对地绝缘，电缆头的接地线也必须穿过零序电流互感器。
1.3差动保护
这是一种按照电力系统中，被保护设备发生短路故障，在保护中产生的差电流而动作的一种保护装置。常用做主变压器、发电机和并联电容器的保护装置，按其装置方式的不同可分为：1）横联差动保护---常用作发电机的短路保护和并联电容器的保护，一般设备的每相均为双绕组或双母线时，采用这种差动保护。
2）纵联差动保护---一般常用作主变压器的保护，是专门保护变压器内部和外部故障的主保护。
2继电保护装置的作用
1）监视电力系统的正常运行，当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响。当系统和设备发生的故障足以损坏设备或危及电网安全时，继电保护装置能最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响。（如：单相接地、变压器轻、重瓦斯信号、变压器温升过高等）。
2）反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出信号，提示值班员迅速采取措施，使之尽快恢复正常，或由装置自动地进行调整，或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。反应不正常工作情况的继电保护装置允许带一定的延时动作。
3）实现电力系统的自动化和远程操作，以及工业生产的自动控制。如：自动重合闸、备用电源自动投入、遥控、遥测等。
3继电保护装置常见故障诊断，原因及处理
1）故障诊断：故障诊断作为电网继电保护及故障信息处理系统的一个子系统，其任务是在电力系统发生故障时，根据电网继电保护及故障信息处理系统数据库的数据（保护动作信息、故障录波信息）及来自系统的信息（刀闸、开关变位）自动诊断出故障设备、故障类型、故障相别，并且对继电保护装置、开关的动作行为进行评价。这样，在发生复杂故障或多重故障时，故障诊断系统可以在最短的时间里将故障诊断结果和相应的诊断依据提供给继电保护人员和调度人员，为其处理故障提供足够的时间，从而将故障造成的损失减小到最低限度
2）原因分析：针对目前继电保护装置自身的特点，造成了保护装置故障一般有以下这些原因：电源问题，比如电源输出功率的不足会造成输出电压下降，若电压下降过大，会导致比较电路基准值的变化，充电电路时间变短等一系列问题，从而影响到继电保护装置的逻辑配合，甚至逻辑功能判断失误。尤其是在事故发生时有出口继电器、信号继电器、重动继电器等相继动作，要求电源输出有足够的功率。如果现场发生事故时，继电保护装置出现无法给出后台信号或是重合闸无法实现等现象，应考虑电源的输出功率是否因元件老化而下降。对逆变电源应加强现场管理，在定期检验时一定要按规程进行逆变电源检验。干扰和绝缘问题，继电保护装置的抗干扰性能较差，对讲机和其他无线通信设备在保护屏附近使用，会导致一些逻辑元件误动作。继电保护装置的集成度高，布线紧密。长期运行后，由于静电作用使插件的接线焊点周围聚集大量静电尘埃，可使两焊点之间形成了导电通道，从而引起继电保护故障的发生。
3）故障处理：运用整组试验方法的主要目的是检查继电保护装置的逻辑功能是否正常。整组试验法可以用很短的时间再现故障，并判明问题的根源。在整组试验时输入适量的模拟量、开关量使保护装置动作，如有异常，再用逆序检查法寻找损坏的元器件。以下是几种简单的测试方法：①测量判别法是利用万用表测量电路电阻和元件阻值判断故障的部位及故障元件的一种方法。一般采用在路电阻测量法，即不焊开电路的元件，直接在印刷板上测量，然后判断其好坏。②电流测量判断法是一种利用万用表测量晶体管或集成电路的工作电流、稳压电路的负载电流，可确定该电路工作状态是否正常、元件是否完好的一种方法。③电压测量判断法是一种对所有可能出现故障的电路的各参考点进行电压测量，将测量结果与已知的正常数值或经验值相比较，通过逻辑判断确定故障的部位及损坏的元件的方法。对插件式保护设备，用以上三种方法进行测试时，一旦发现数据不正常，可将插件拔出，换上备件，然后再查找故障所在。
4结语
继电保护是电力系统安全正常运行的重要保障，目前已经得到了广泛的应用，随着科学技术的不断进步，继电保护技术日益呈现出向微机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展的趋势。继电保护可靠性的必要性、影响继电保护可靠性的因素及提高继电保护可靠性的对策。其可靠性问题不仅与设计、制造、运行维护和检修调试等有密切关系而且继电保护装置维护人员也将起到关键性作用。
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