电力系统继电保护二次回路检修问题及对策研究

2022-11-25 03:33岳振球
科技资讯 2022年22期
关键词:互感器电气设备继电保护

岳振球

(国网江苏省电力有限公司南京供电分公司 江苏南京 210000)

随着中国经济社会的迅速发展,我国整体的用电要求也出现了很大的变化。为与时俱进、加快对供电系统的优化升级改造,电气二次回路必须在长期使用的过程中保障动力系统发电的正常运行,为供电系统工作提供保障。电气二次回路通常分为保护回路、控制回路、通信回路和检测电路等。一旦电气二次回路出现了故障问题,则势必将会引起整个供电系统的故障问题。所以,要有效维护供电的安全性,就要高度重视对电力二次回路问题的分析,并根据出现的问题情况进行相应的预防措施。近年来,随着中国电气化基础建设装置的规模日益扩大,对电网的依赖性不断加强,同时也极大地推动了中国电力系统运行的进一步发展。在动力系统运用过程中,由于继电保护或二次电路故障而导致的各种故障,也越来越受到关注[1]。

1 电力系统继电保护二次回路概述

1.1 继电保护二次回路的特征

在当前的工业系统中,继电保护系统二次电路由于其主要作用已成为不可缺少的关键部分,但同时在其构造方面也存在着极大的复杂性。所以,在现阶段应用较多的继电保护体系二级回路,大多由检测系统、继电保护设备、开关和电气信号系统,以及部分设备所构成。通过设计继电保护体系,二级回路也能通过以低运行电流的方式达到对设备的有效保护效果。而同时,继电保护体系的二次回路由于在结构上比较复杂,它所包含的子系统也比较多,所以在其工作过程中往往需要与多个系统一起进行协调,才能实现其功用和效率。这就使继电保护系统同时具备综合性和复杂化的特点。

1.2 为何要安装继电保护二次回路

安全功能也是现代继电器保护系统中二次电路的一大特征。

1.2.1 现代继电器保护装置须具备足够大的安全功能

以前的电力系统保护装置,往往因为故障率过高、反应迟缓等问题,其对动力系统正常工作的保障效率较为低下。而现在通过使用继电器保护,二次电网就可以实现全智能操作,能够完成现场监测,并且能够对所监测到的数据实现在线统计分析。利用这些优势,一方面可以确保激励制度的质量保证的有效性,另一方面也可以保证工人的人身安全[2]。

1.2.2 电力系统继电保护二次回路良好的经济功能

现阶段,所有使用了继电保护系统二次回路的电气设备都集中在电力系统中,在实际应用和维修上都比较便利,也合理地减少了继电保护系统二次回路系统设备在操作和维修过程中的成本耗费,减少了整个电力系统设备在运营时整体的成本费用,具有重要的经济价值。

1.2.3 电力系统继电保护二次回路具备超强服务性能

继电保护二次输入电路在对家庭电力系统实施维护的过程中,有着特殊的优势。它不仅具有较大的控制范围,在加装后得到保留的空间也很大,从而能够充分发挥其优越性。

通过对电气二次回路的有效应用,能够大幅度提高电气系统的运行稳定性,具有良好的防护、维护与管理效果。电力二次回路是一个很关键的设备,可以有效保证国家电网高效率、安全、平稳地工作,通常主要分为控制回路、通信回路和维护回路等。电气设备二次回路的正常运行对供电系统的工作稳定性具有很大的影响,因此要做好对二次回路的故障检查工作,并根据相关问题采取有效预防措施,从而建立完备的故障防范预案体系。在故障防范预案建立的过程中,应充分结合电气设备二次回路的功用与特性,尽可能地把二次回路故障出现的概率限制在最小化,以此保证供电系统的工作效率[3]。

2 电力系统继电保护二次回路的优点

2.1 较高的安全性能

现阶段采用的继电保护二次电路装置,其基本构造和操作系统等均应用了当时最新的现代化科学技术,具有很高的技术含量。因此,其在操作过程中实现了高精确性和稳定性,从而减少了因为操作的原因产生的各类问题,大大降低了故障率。同时,也因为其较高的系统集成性,在进行维护与检测工作时更加简单,从而增加了动力系统的总体稳定性,确保了整个动力系统工作的可靠性[4]。

2.2 经济适宜

较高的集成度,也使得继电保护二次型集成电路具备了体积小、载重轻的特性,不仅在进行电气设备装配过程中产生的电能消耗相对小,同时还由于其结构上较为简单,在电气设备出现事故时对一些电极反应过程片进行更换时也比较简便。相对不大的生产成本,再加上简单明了的检修装配,使其获得了较大的效益,从而在最新的电力系统中得到大量应用[5]。

3 电力系统的继电保护检修问题

为改善供电系统的稳定性以及供电的质量,专业人员应当进行继电保护二次回路,并实施安全管理。在电力行业中,设备的安全和故障检测工作是非常重要的,只有继电保护系统二次传输电路正常工作,才能稳定整个电力系统的安全性。

3.1 越级跳闸水平位移现象

导线在遇到外界干扰时,出现了断开连接情况,由此导致电缆的越级跳阐,严重干扰了供电系统的运行,因此大大降低了电力设备使用寿命。对于出现在故障电路中的变压器而言,对电力变压器的选跳方式的配置方法不适当,极易造成母线中性点接地变压器出现自动断开情况,而中性点不接地的变压器却在与母线相连的地方继续工作中,从而造成母线中性点电位的大幅度增加,引起主变压器的不断发热,在一定程度上极易造成火灾事故,给电力企业和使用者带来了极大的经济损失[6]。

3.2 总线开关错误触发跳闸

总线开关错误触发跳闸是继电保护二次电路中常见的一个问题,不但严重干扰了供电的安全、平稳工作,还会严重损坏电力设备,降低了电网的转型运营效率。例如:线路相电流突然变为零,笔者对该电路进行了检测,结果表明二次线箱的端子引线绝缘能力并没遭到破坏,但存在着烧损、裂纹等现象,造成了母联的开关错误跳闸。

另外,由于电源回路设计不合理,出现了重大问题,又或者作业技术人员在实际操作流程中,对母线倒闸的具体操作不了解、粗心大意或检测不严格等因素也会造成开关的错误跳跃[7]。

3.3 线路绝缘断裂

母线保护系统差导致母线故障是发电厂和变电所中电气设备最严重的故障之一。运行经验表明,大多数母线故障是单相接地,多相短路故障所占的比例很小。导致绝缘能力产生断裂现象最主要的原因包括以下两点:一是在测量电路相与母差电流回路之间产生了短路现象,从而造成导线芯绝缘出现断裂;二是人们在对电力系统进行测试之后,未能及时修复中性点直接接地导线,使电力系统一旦出现问题,非常容易造成导线电位升高,引起电流回路相以及设备电路相关线芯产生断裂情况,进而造成二次电路失效[8]。

4 电流互感器二次电路故障的问题

4.1 对二次电路故障的问题

通过对电气二次回路故障问题的研究和处理,能够从根本上提高电力系统的运行效率。在电气二次回路中,电流互感器故障问题常常会出现,其内部元件线头和端子常常会发生放电和打火等不良问题。若在电流互感器二次电路故障问题检查的过程中,发现了在电流互感器电路中存在着二次开路的不良问题,则应采取相应措施对电流回路故障发生区域做出正确评估,并考察它对相应的设备维护管理工作会不会形成某种影响,同时务必要及时地向有关部门做好调度报告,以尽量避免保护设备误动的不良现象发生。由于电力系统设备误操作事件所产生的影响因素,一般主要是由于交流配电回路中性断线晰开,而此类问题的出现又无法使设备的三相电流或者三相电压出现异常的状况,所以相关的报警装置也就无法做出有效报警反应,因此此类的故障问题就相对较为隐蔽。所以,应该注意零序电流分量回路,因为一旦中性线断开就会导致零序电流分量断开,在这个状况时会导致保护误动和拒动,应加强对此类问题的预防。

4.2 继电器保护和控制回路故障问题

在电力系统中通常有着大量的回路,断路器控制电源回路是其中的一种,若发生故障问题极可能造成正常操作难以开展。如果控制电源发生了故障问题,那么就可能是继电器无法工作,进而造成自动控制系统难以实现相关信号的发送。断路器故障问题发生的概率相对比较高,造成这种问题发生的主要原因是控制电源关闭、线路接触不佳以及二次回路短路故障问题等。如果发生了二次回路故障,那么断路器将难以正常工作,无法实现对回路断线信号的发送,进而造成电路合闸和跳闸操作难以执行,最终引发严重的电力事故[9]。

4.3 数据破坏、线路受损、容量受损问题

4.3.1 数据破坏

继电保护系统的二次电路在工作过程中由于优势而会产生一些差流,经过差动保护以后也会产生一定程度的差错。而这些差错的产生,不仅会导致电力系统终端保护的数据受到破坏,同时还会导致继电保护系统二次电路的灵敏度受到影响,精确度也会大大降低。

4.3.2 电路受损

因为继电保护的安装工程中要使用许多电路,所以在其工作环境中往往会发生电路损坏的现象。这些现象将导致电路的切断功能遭到干扰,造成电路闭合不良和熔断机制发生故障,导致继电保护二次电路的能力降低。

4.3.3 容量受损

继电保护系统的二次电路功能在出现故障之后,会导致整个电路系统设备的容量也收到相应的影响,比如电缆、断路器出现了容量损失的情形,这些故障在发生之后也会加快电气设备的老化速率,从而导致整个动力系统的设备容量也受到了负面影响[10]。

4.4 设计的不规范

设计阶段考虑不周,未能严格地根据需要加以设计,使原来已经简化的传输线路设计变得更加复杂,而审图流程又不细致,导致工程没有在施工之前就遇到问题。控制的主要办法就是对二次回路的连接形式做出不断的修改,在做到每一次电路都能安全工作的同时要求更简单的连接形式,这也有利于后期的维修工作[11]。

5 电力系统有关问题的对策研究

5.1 进行负荷检测、进行质量检修、进行保护检修

在继电保护二次电路操作流程中要格外小心设备中的负载,因为负荷的多少会直接影响着电压互感器的工作。所以,在进行实际使用过程中需要相应的措施对互感器电流负荷做出相应的降低。也可以采用降低电流、选用适当的电流互感器、做好定期状态检测等措施。

继电保护二次电路系统的基本构造比较复杂,同时,对系统内各种电力元器件的综合要求也会对其实际功能产生一定的影响,再加上现阶段在市面上出售的电流互感器品类繁多,因此在进行选择设计时必须严格地按照系统的具体规定实施。另外,对于输出额定电流或负荷过大的继电保护系统设备,在进行差流保护设计的过程中可以选用具有相同气隙大小容量的电流互感器。此类装置的铁芯磁性范围相对较小,这样就使得电流互感器无法超载,可以提高对设备的防护特性。由于其磁性范围较小,所以对电流失衡以后的更高电压电流也可以产生一定的抑制效应[12]。

在进行继电保护二次传输电路维护的过程中,经常会出现一些操作难度很大的情形,因此除了可以在进行差动维护之外,还可进行高比率差流维护,这也是现阶段使用较多的一个措施,该措施也可以运用在对二次电路的故障检查中。

5.2 差动保护装置的电流检修

电流互感器在差动保护装置中占有着十分关键的地位,它同样也是保证差动装置的一种十分关键的原件。装于差动保护装置上的电流互感器的类型选用上一定要小心谨慎,绝对不能盲目地自行选择。同时,电流互感器的最大负荷电流也必须限制在规定范围内,必须时时刻刻重视对电流互感器的检测工作,否则将会影响设备的正常运行状况[13]。

5.3 二次回路的绝缘检查

要注意对继电保护二次回路中的绝缘检测工作,每一种电气设备在使用以前都必须先对其绝缘性进行检查,而绝缘测试工作是对确定现代电气系统可靠性较为关键的方法。首先应该了解,电厂继电保护二次回路中的电气设备通常都是安装于户外,而这些电气设备在外界各种因素的共同作用下,其绝缘性能很快就会改变。例如:某电厂继电保护系列在二次回路改造成功后,由于安装环境不合理而出现的直流接地问题,后来人们在对该二次回路中的部分电气设备进行了绝缘测试后发现,其绝缘性能比较之前就明显下降了。所以,电厂的工作人员应做好对继电保护系统二次电路的检测,并定时检查二次电路以及相关电气设备的绝缘性能,从而确保电力系统的稳定运行[14]。

5.4 电力二次回路的故障防范

首先,在电流互感器故障问题的检测过程中要依据现场情况对电流串路故障位置进行准确的判断,允分考虑故障问题是否会对相关的保护设施造成不良的干扰,及时完成相应的通知调度工作,尽可能杜绝保护误动的不良现象出现,在故障问题检测过程中可结合电路设计图纸。

其次,对于继电保护与控制回路故障问题的有效防范,务必要强化继电器的保护功能,从而有效避免跳闸压接板、二次线路虚接问题所引发的严重损失,以防止断路器结构受损等问题的产生。务必要保证防跳断电器电压线圈连接方向的准确性,对安全启动电流进行科学的管控。如果在回路位置出现故障问题而没做出相应报警行为时,那么应采取基于对压板有效应用的直流电压检测方式,最终实现对出口回路健康状态的检测,完成对开路问题的准确判断[15]。

6 结语

随着中国社会和经济的高速发展,我国用电需求也发生很大变化,相关工作者应当加快优化升级供能系统,随着时间的推移,电气二次回路必须在实际使用过程中保证长期供能系统的高效能源生产,为供电系统的工作提供优越的环境。

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