浅谈电力系统继电保护与维护分析
发布时间：2013-08-29 14:24 来源：华电国威
随着我国电力工业和电力系统的快速发展，电力作为当今社会的主要能源，对发电厂、变电站的安全运行要求越来越高。另外，因电子、计算机和通信系统的快速发展，进而加快推进了发电厂、变电站监控系统的自动化水平不断提高。微机继电保护和安全自动装置成为提供电力系统安全运行和可靠供电的重要保障。
1 继电保护的基本要求、作用与组成 当电力系统的被保护元件发生故障时，继电保护装置应能迅速、自动、有选择地将故障元件从电力系统中切除，以保证无故障部分迅速恢复正常运行，并使故障件避免续遭受损害;当电力系统的被保护元件出现异常运行状态时，继电保护应能及时反应，并根据运行维护条件，而动作于发出信号、减负荷或跳闸。此时一般不要求保护迅速动作，而是根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时，以免不必要的动作和由于干扰而引起的误动作。继电保护的组成一般由测量部分、逻辑部分和执行部分组成。就全局而论，在电力系统的安全问题上有两种必须避免的灾害性事故：一种是重大电力设备损坏，另一种是电网的长期大面积停电。在这些方面，电力系统继电保护一直发挥着特殊重要作用。
1.1 电网继电保护的基本性能要求 对电网继电保护的基本性能要求，包括可靠性、选择性、速动性和灵敏性。这些要求之间，有的相辅相成，有的相互制约，需要针对不同的使用条件，分别地进行协调。对这些问题的研究分析，是电网继电保护系统运行部门的头等大事。
(1)选择性。
基本含义是保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量减小，以保证系统中非故障部分继续安全运行。
(2)灵敏性。
保护装置对其保护范围内的故障或不正常运行状态的反应能力称为灵敏性(灵敏度)。灵敏性常用灵敏系数来衡量。它是在保护装置的测量元件确定了动作值后，按最不利的运行方式、故障类型、保护范围内的指定点校验，并满足有关规定的标准。
(3)速动性。
速动性是指继电保护装置应以尽可能快的速度断开故障元件。这样就能减轻故障设备的损坏程度，减小用户在低电压情况下工作的时间，提高电力系统运行的稳定性。
(4)可靠性。
可靠性是指在保护装置规定的保护范围内发生它应该反应的故障时，保护装置应可靠地动作(即不拒动)。而在不属于该保护动作的其他任何情况下，则不应该动作(即不误动)。选择继电保护方案时，除设置需满足以上四项基本性能外，还应注意其经济性。即不仅考虑保护装置的投资和运行维护费，还必须考虑因装置不完善而发生拒动或误动对国民经济和社会生活造成的损失。
1.2 继电保护的任务 继电保护装置是一种由继电器和其它辅助元件构成的安全自动装置。它能反映电气元件的故障和不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号。
(1)故障：将故障元件切除(借助断路器);
(2)不正常状态——自动发出信号以便及时处理，可预防事故的发生和缩小事故影响范围，保证电能质量和供电可靠性。
2 继电保护的维护管理
2.1微机保护装置要采取电磁干扰防护措施
变电站改造中，电磁型保护更换成微机型保护时，必须采取防电磁干扰的技术措施，即严格执行微机保护装置的安装条件，安装带有屏蔽层的电缆，而且两端的屏蔽层必须接地。防止由于线路较长，一端接地时，另一端会由于电磁干扰产生电压、电流，造成微机保护的拒动或误动。为减少保护装置故障和错误出现的几率，微机保护装置必须优化设计、合理制造工艺以及元、器件的高质量。同时还要采用屏蔽和隔离等技术来保证装置的可靠性，从而提高抗干扰的能力。
2.2微机保护装置的接地要严格按规定执行
微机保护装置内部是电子电路，容易受到强电场、强磁场的干扰，外壳的接地屏蔽有利于改善微机保护装置的运行环境;微机保护提高可靠性，应以抑制干扰源、阻塞耦合通道、提高敏感回路抗干扰能力入手，并运用自动检测技术及容错设计来保证微机保护装置的可靠性;容错即容忍错误，即使出现局部错误也不会导致保护装置的误动或拒动。容错设计则是利用冗余的设备在线运行，以保证保护装置的不间断运行。采用容错技术设计是为了换取常规设计所不能得到的高可靠性，确保微机保护装置的可靠运行。
2.3防误措施
微机保护的一些定值设定以及重要参数修改在硬件设计上设置操作锁，操作时必须正确输入操作员的密码和监护人的密码时，方可进行正常操作，并将操作人和监护人的姓名等信息予以记录和保存。
2.4继电保护装置的日常维护
(1)当班运行人员定时对继电保护装置进行巡视和检查，对运行情况要做好运行记录。
(2)建立岗位责任制，做到人人有岗，每岗有人。
(3)做好继电保护装置的清扫工作。清扫工作必须由两人进行，防止误碰运行设备，注意与带电设备保持安全距离，避免人身触电和造成二次回路短路、接地事故。
(4)对微机保护的电流、电压采样值每周记录一次，对差动保护要记录差动电流值。
(5)定期对保护装置端子排进行红外测温，尽早发现接触不良导致的发热。
(6)每月对微机保护的打印机进行检查并打印。
(7)每月定期检查保护装置时间是否正确，方便故障发生后的故障分析。
(8)定期核对保护定值运行区和打印出定值单进行核对 3 继电保护故障处理方法
3.1直观法 处理一些无法用仪器逐点测试，或某一插件故障一时无备品更换，而又想将故障排除的情况。比如10kv开关柜分或拒合故障处理。在操作命令下发后，观察到合闸接触器或跳闸线圈能动作，说明电气回路正常，故障存在机构内部。到现场如直接观察到继电器内部明显发黄，或哪个元器件发出浓烈的焦味等便可快速确认故障所在，更换损坏的元件即可。
3.2掉换法 用好的或认为正常的相同元件代替怀疑的或认为有故障的元件，来判断它的好坏，可快速地缩小查找故障范围。这是处理综合自动化保护装置内部故障最常用方法。当一些微机保护故障，或一些内部回路复杂的单元继电器，可用附近备用或暂时处于检修的插件、继电器取代它。
3.3逐项拆除(排除)法 将并联在一起的二次回路顺序脱开，然后再依次放回，一旦故障出现，就表明故障存在哪路。再在这一路内用同样方法查找更小的分支路，直至找到故障点。此法主要用于查直流接地，交流电源熔丝放不上等故障。如直流接地故障。先通过拉路法，根据负荷的重要性，分别短时拉开直流屏所供直流负荷各回路，切断时间不得超过3秒，当切除某一回路故障消失，则说明故障就在该回路之内，再进一步运用拉路法，确定故障所在支路。再将接地支路的电源端端子分别拆开，直至查到故障点。如电压互感器二次熔丝熔断，回路存在短路故障，或二次交流电压互串等，可从电压互感器二次短路相的总引出处将端子分离，此时故障消除。然后逐个恢复，直至故障出现，再分支路依次排查。如整套装置的保护熔丝熔断或电源空气开关合不上，则可通过各块插件的拔插排查，并结合观察熔丝熔断情况变化来缩小故障范围。又例如保护装置发控制回路断线信号，可以在保护屏用万用表测量到开关柜电缆的合、分闸回路的电位，初步就可以判断故障点在开关柜还是在保护装置上，然后进一步进行故障排除。
4 结束语
随着电力系统的发展和计算机通信技术的进步，继电保护技术的发展向计算机化、网络化、一体化、智能化方向发展，这对继电保护工作提出了新的挑战。只有对继电保护装置进行定期检查和维护，按时巡检其运行状况，及时发现故障并做好处理，保证系统无故障设备正常运行，这对防止继电保护不正确动作，提高继电保护的安全运行，提高供电可靠性，具有十分重要的意义。
