火電廠繼電保護的常見故障類型及維護方法

張鑫

摘 要：隨著科學技術的發展，繼電保護技術的發展也日新月異。繼電保護裝置是電力系統中的重要組成部分，其能否正常發揮作用，決定了電力系統的工作狀況。所以，繼電保護裝置及二次回路的維護與檢修顯得尤為重要。文章詳細闡述了繼電保護裝置中可能出現的一些問題，并提出了適當可行的解決方案。

關鍵詞：繼電保護裝置;常見故障;二次回路

中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A

隨著科學技術的發展，繼電保護技術的發展也日新月異。在電網整體互聯的要求下，為了保證電網的安全，只有發電企業的繼電保護裝置安全可靠地投入運行，才能對發電企業及電網起到保駕護航的作用。對火電廠來說，電動機、變壓器、發電機、線路、升壓站母線等設備投入運行的前提是，必須要有相應的繼電保護裝置相繼投入。在運行中，因保護裝置質量問題，及外圍二次回路的故障、缺陷問題，往往會出現一次設備被迫停運，或設備產生故障的情況，對電網能否安全可靠的供電產生直接或間接的影響。所以，繼電保護裝置及其二次回路的定期檢修，以及日常維護工作，是相關部門的重要工作，對火電企業的設備運轉意義重大。

1 繼電保護裝置及工作回路的重要性

繼電保護直接關系到火力發電廠的正常運行，其能及時反應電力系統各部分電器元件的運行故障，通過釋放信號或跳閘處理，避免故障問題的擴大化與嚴重化。受內外部因素的影響，內部因素包括設備缺陷、操作失誤等，外部因素則包括雷擊、大風等，嚴重干擾到繼電保護裝置的正常運行，進而威脅到火電廠系統的安全與穩定運行，甚至還會有人身傷亡事故發生。由此可見，繼電保護在運行中起著主導性作用。在一次設備投入運行后，繼電保護裝置必須能夠正確區分一次設備是處于正常狀態、異常狀態，還是故障狀態。在故障狀態下，應能夠區分是區內故障，還是區外故障。保護裝置要實現這一功能，就必須要有其外圍回路（PT、CT、電纜、開關等），才能完成跳開故障元件的斷路器、對系統或電力元件的不正常運行發出警報、正常運行狀態不動作等任務。對電廠而言，應顯著提高繼電保護裝置及外圍回路常見故障的判斷分析能力，以及維護技術水平，以減少重要設備的停運時間，減少發電企業的經濟損失。在日常檢修維護時對常見故障加強管理，能對電網及電廠的安全運行起到保駕護航的作用[1]。

2 繼電保護裝置及工作回路的故障

2.1 繼電保護裝置的故障

隨著科學技術的發展，當今的繼電保護裝置主要指微機保護，微機保護裝置由硬件和軟件兩部分組成。軟件部分在設備投運時，會經過認真細致地調試，只要邏輯及功能驗證正確，軟件部分一般不會出現問題。常見故障如故障告警、SOE時間記錄等未及時清除，會占滿存儲空載，造成軟件死機。在日常檢修時，應及時清除故障記錄及歷史報文。通常，微機保護的硬件電路由六個功能單元構成，即數據采集系統、微機主系統、開關量輸入輸出電路、工作電源、通信接口和人機對話系統等。保護裝置的硬件質量及技術，在后期的實際運行故障概率中占有很大比例。各種不同類型的裝置，主要有電源板故障、開關量輸出故障、開關量輸入故障、CPU故障等。

2.2 繼電保護外圍回路的故障

2.2.1 二次回路的接地

二次回路產生的接地主要分為：遇到降雨較多季節時，導致有潮濕積水問題出現于室外端子箱、機構箱中，這樣將會顯著降低直流二次回路的正電源或負電源對地絕緣電阻，甚至電阻數值為0;由于沒有將絕緣隔離措施應用于部分型號手車開關可動部分與固定部分的地接插頭或插座中，在移動手車的過程中，損壞到導線，這樣直流回路就容易接觸到開關的金屬部分。部分二次設備的絕緣出現嚴重破損、老化問題，或者不具備過關的施工工藝，這樣將容易有裸線、線頭接觸柜體等問題出現于直流回路中。

2.2.2 信號回路缺陷

本種缺陷的直觀性較強，一般指示燈、繼電器等設備中具有較高的發生率。設備經過長期帶電運行，再加上沖擊帶電的影響，出現不同程度的損壞問題。針對本類缺陷，需及時更換新元件。

2.2.3 控制回路缺陷

一般在斷路器的操作回路中出現本類缺陷，其二次接線具備較多的元件和地點，包括指示燈、操作箱、控制把手等。這樣，在保護動作、重合閘動作等過程中，就容易出現控制回路缺陷。

3 主要維護方法

電氣一次設備的正常運轉離不開二次設備的可靠運行。維保工作對繼電保護裝置的穩定運行起到至關重要的作用，在日常維保工作過程中，應當針對常見故障，適配相應的維護技術方法，快速解決日常缺陷及問題。

3.1 繼電保護裝置的故障

根據繼電保護和電網安全自動檢驗規程的要求，對繼電保護裝置進行定期的全部檢驗及部分檢驗，以便及時發現故障缺陷。在日常管理中，對重要設備繼電保護裝置的備品備件（電源板、交流輸入板、開關量輸入板、開出量輸出板、通訊板件），應盡量準備一套。由于電磁干擾及靜電干擾容易造成板件上元器件的損壞，所以有些故障可以通過裝置自檢程序報出，根據對應的報文更換相應的板件，減少停電帶來的損失。當繼電保護插件發生故障時，對內部回路比較復雜的繼電器，可以用相應插件替代。如果故障消失，則說明換下的插件是故障點。同時要注意，對運行的插件或繼電器進行替代時，應采取一定的描施，確認替換插件內的程序、跳線、定值芯片是否一致。此方法需要準確核對所替換裝置的出產廠家和型號，維保人員應當反復比對兩個裝置的各項參數是否一致[2]。

3.2 工作回路的故障

3.2.1 二次電纜接地

對于直流系統的絕緣狀況，電廠都配備了直流絕緣監察裝置。當接地故障發生時，直流母線絕緣監察裝置都會發出報警。按照主機及分機提供的直路編號仔細檢查相應設備。直流接地查找過程中，一旦將直流電源斷開，將會嚴重影響到保護裝置與二次回路的正常運行。因此，需要將針對性的安全措施貫徹下去，甚至可將跳閘壓板打開，或者讓設備停運。當不停電時，應做好響應的安全措施，防止設備誤動。查找故障時，接地支路的接地點查找的基本原則是先室外、后室內，先電纜、后裝置，先老化設備、后新設備[3]。

3.2.2 信號、控制回路等元器件故障

信號、控制回路缺陷，主要發生在斷路器的操作及監視回路，其二次接線涉及的元件和地點較多，主要有控制把手、指示燈、繼電器、斷路器機構的跳合閘線圈及輔助接點等。對于單個電氣元件的損壞，可以進行元件更換。對日常缺陷進行統計分析，查找原因，查明是由老化造成的元器件損壞，還是由于設計缺陷造成的元器件損壞。根據分析結果，對同類元器件進行隱患排查，減小缺陷發生率。

綜上所述，繼電保護裝置用材復雜，材料的好壞關系到工作壽命的長短，甚至整個用電系統的安全。因此，在維護繼電保護裝置及外圍接觸器、繼電器等時，應仔細檢測裝置各個部分的材料狀況，要確保各個裝置都處于完好狀態。一旦發現質量問題，應立即更換，以確保繼電保護裝置的正常運轉。對維保人員而言，要嚴格按照相關檢測標準執行，并書面記錄檢測結果，確保掌握繼電保護裝置的實時運行狀態。為了準確評估繼電保護裝置的質量，在購置新型繼電保護設施的過程中，應確定裝置實際運行期間的安全系數是否能夠滿足電廠的需求。當然，完善繼電保護準入機制，同樣也是日常維保工作的重點內容之一，維保人員應根據電氣設備選配繼電保護裝置，在安裝之前，應對裝置進行必要的質量鑒定。

3.2.3 切實提高工作人員業務能力

繼電保護裝置的檢修工作，對專業知識的要求較高。所以，對于繼電保護裝置的檢修崗位，要求持證上崗，對專業知識要有較好地掌握，尤其是一次系統和二次系統。維保人員應當掌握一、二次系統運行的原理，以及可能會導致故障的線路節點。在另一方面，本崗位還需要有較強的識圖與讀圖能力。對維保人員而言，需要充分掌握相關電氣圖紙，并結合系統實際運行情況進行操作。維保人員要積極觀察故障類型，并結合圖紙進行深入分析，及時進行總結。根據不同類型的故障，總結出一套能夠有效監測故障的方法?；痣姀S需結合實際運維需求，構建完善的人員培養機制，將業務培訓活動定期組織下去，融合理論講解、實踐操作等培訓手段，促使工作人員的業務能力得到持續提高，適應崗位的工作要求。同時，積極開展評先爭優等活動，將工作人員的主動性、積極性等充分調動起來，增強工作人員的責任意識。要注重先進人物激勵作用的發揮，帶動其他工作人員努力鉆研業務知識，提高個人技能水平。

4 結語

對于火電企業一次設備的正常運轉，繼電保護裝置發揮著舉足輕重的作用。綜上所述，繼電保護裝置的日常維護與定期檢修，各個電力企業應當引起重視。對電廠而言，需要深入研究各型號繼電保護裝置的優缺點，根據調研結果確定保護裝置的型號，優化繼電保護裝置的運行環境，最大限度消除裝置周圍的干擾信號。因外圍電路引起的故障，要提高日常檢修管理。降低設備的故障率，保證設備的安全可靠運行。

參考文獻

[1] 韓日滔.火力發電廠提升繼電保護運行可靠性的技術研究[J].電工技術，2020（10）：75-76.

[2] 魏繼軍.繼電保護的常見故障及維護技術[J].中國新技術新產品，2019（20）：24-26.

[3] 王元遼.電氣繼電保護的常見故障及維護技術探討[J].城市建設理論研究：電子版，2017（27）：20.