关键词：电厂；继电保护；故障诊断；对策
1水电厂继电保护隐藏故障概述
继电保护隐藏故障(HF)也被称之为隐性故障,其是相对于显性故障而言的,具体是指保护系统当中的永久性缺陷,这种缺陷的存在会造成继电保护系统本身无法正确或适当地对电路元件进行切除,由此会导致其它错误切除的情况发生。由于缺陷具有隐性特征,很难在巡视检查的过程中发现,致使保护系统的隐藏故障也不易被发现,当某些条件发生变化时,就会触发保护系统隐藏故障,从而形成一系列的连锁反应,后果极其严重。业内的专家在不断的研究中发现,继电保护隐藏故障是造成系统崩溃最为主要的原因之一。
继电保护系统主要是由硬件和软件两部分组成,这两个部分均有可能存在隐藏故障,如PT、CT、继电器、通信通道以及软件设置错误等。由于保护系统隐藏故障会直接导致继电器误动作,但继电器本身的设计却不一定存在缺陷,也不能证明继电器的应用不正确或是校准有问题,这种故障与继电器的工艺特性及运行环境关系密切。隐藏故障与显性故障最大的差别是前者不会导致继电器立刻动作,而是在其它系统出现问题时才会被触发。保护系统隐藏故障最为显著的特点是它的影响只有在系统处于压力状态时才会显现,这里所指的压力状态包括故障发生时、低电压、过负荷及其他事件等等。
大体上可将引起保护系统隐藏故障的原因归纳为以下几个方面:其一,设备或是元件故障。如元器件严重磨损、失灵或是由于环境问题导致元器件损坏等。此类故障问题一般能够通过检修发现,换言之,定期对继电保护系统进行检修能够降低隐藏故障的发生几率,但想要从根本上杜绝这类故障是非常困难的。其二,定值整定不合理。由于整定值和校准错误或是整定后的值无法满足系统运行要求而引起的故障。特别是在系统结构或容量发生改变后,却并未对整定值做出相应调整的情况下,继电保护系统虽然也能够保持正常运行,但由于整定不正确,所以会存在隐藏故障。
2继电保护故障诊断处理及分析
2.1发变组保护TV断线的故障诊断处理
2.1.1故障现象:故障发生时刻机组运行正常，系统运行正常,1#发变组保护装置报出“发变组保护TV断线”故障动作,大约10秒后故障恢复,如此间歇性无规律的反复报故障。动作判据：①正序电压小于30V,且任一相电流大于0.04In,②负序电压3U2大于8V,满足以上任一条件延时10s发相应TV断线报警信号，异常消失，延时10s后信号自动返回。
2.1.2现场处理过程:此套保护所取的信号来自机组出口电压互感器102号开关柜,A、B、C三相电压信号一路接至1#发变组保护，一路接至故障录波，现场从互感器二次侧接线端子进行电压测量相电压为58V左右、线电压在100V左右均在正常范围，于是到发变组保护屏后端子进行测量电压均在正常范围，到故障录波屏后测量相电压为58V左右、线电压在100V左右、均为正常值。因故障发生后瞬间又恢复且没有规律性给现场判断带来困难，于是采取停机解列的方式对此故障进行全面检查，分别对PT一次、二次回路各接线及端子检查，PT一次熔断器及PT本体未发现任何异常，二次接线及击穿保险无异常，但是发现PT二次接地线B、C相严重松动对其进行紧固处理，机组并网运行故障消除。本次故障分析：机组运行中振动导致松动的二次接线时断时通，间歇性报出TV断线故障。
2.2差动保护CT异常分析
2.2.1 差动保护差流报警：只有在相关差动保护控制字投入时（与压板投入无关），差流报警功能投入，满足判据，延时10s报相应差动保护差流报警，不闭锁差动保护，差流消失，延时10s返回。为提高差流报警的灵敏度，采用比率制动差流报警判据：dI﹥di_bjzd及dI﹥kbj×Ires
式中dI为差电流，di_bjzd为差流报警门槛，kbj为差流报警比率制动系数，Ires为制动电流。
2.2.2 CT瞬时断线的判断：只有在相关差动保护控制字及压板均投入时，差动保护TA断线报警或闭锁功能投入。
内部故障时，至少满足以下条件中一个：
①任一侧负序相电压大于2V,②启动后任一侧任一相电流比启动前增加,③启动后最大相电流大于1.2Ie,④同时有三路电流比启动前减小。
因此，差动保护启动后40ms内，以上条件均不满足，判为TA断线。如此时“TA断线闭锁比率差动投入”置1，则闭锁差动保护，并发差动TA断线报警信号，如控制字置0，差动保护动作于出口，同时发差动TA断线报警信号。复归装置才能清除“主变差动TA断线信号”
2.2.3 各侧三相电流回路TA断线报警：动作判据：3I0﹥0.04In+0.25×Imax,式中，In：二次额定电流（1A或5A）, 3I0:自产零序电流，Imax：最大相电流；满足条件，延时10后发相应TA异常报警信号，异常消失，延时10s自动返回。
3提升继电保护隐藏故障诊断效率的策略
3.1加强继电保护隐藏故障监测
继电保护具备预防性保护功能,但继电保护装置运行过程中极易发生故障问题,若不能及时发现,则会引发电力事故。继电保护作为电力系统的安全哨兵,需要时刻站在岗位上。基于此,需要加强继电保护工作,做好隐藏故障监测,通过安装检测和控制装置的方式,结合继电保护技术理论,利用以往的工作经验,制定继电保护系统监测方案,从水电厂继电保护运行工况出发,合理的设计监测方案。要不断地完善故障监测方法,减少监测漏洞,及时调整继电保护监测方法,扩大监测范围,以便于继电保护装置可以始终保持在安全运行状态下。现阶段,继电保护状态监测与智能诊断系统已经被应用于智能变电站中,实现了二次回路可视化,能够有效的减少系统隐藏故障风险,可以为电力事故后的系统恢复工作,提供辅助决策支持,有着较强的应用优势。
3.2加强继电保护状态检修
水电厂继电保护隐藏故障诊断工作的有效开展,需要做好日常状态检修工作,搜集大量的数据资料,以便于后期故障诊断,确保故障诊断的快速性与真实性。将继电保护状态检修日常化,譬如:某水电厂开展继电保护状态检修,进行微机保护装置故障分析,利用故障缺陷统计表,例如表1所示,微机保护运行的稳定性较强,利用在线监测功能进行自检,可以及时发现缺陷,微机保护故障多发生在电源与主机等部分,利用SEL逻辑功能,进行信号在线监测,可以实时监测继电保护装置故障。
表1故障缺陷统计表
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3.3加大继电保护技术研究力度
针对水电厂继电保护隐藏故障,需要加强诊断方法的研究。引入电力电子技术以及自动化控制技术等,研究新兴故障检测技术,提高继电保护装置的智能化与微观化水平,制作新型保护装置,以提升电力系统运行的安全性。在日常运维管理工作中需要做好继电保护隐藏故障总结与分析工作,结合继电保护运行工况,探索便捷高效的诊断方法,以减少故障的发生。
3.4采用广域量测系统
采用广域量测系统,来提高电力系统继电保护系统的性能。当继电保护系统发生故障或者不正常运行时,使得缺陷被触发,进而造成保护误动,基于此需要开发自诊断系统,来消除隐性故障。引入广域量测系统,可以优化继电保护方案,降低停电事故发生的几率,减少事故损失。因为广域后备保护和电气设备主保护有所不同,在继电保护领域中应用,主要应用于非故障情况下的继电保护动作特征逼近告警,同时可以防止重负荷时测量阻抗流入到动作区造成误动。利用广域量测系统,借助广域量测信息和系统运行状态辨识功能,能够实现故障快速隔离。
结论
综上所述,随着社会经济的快速增长,我国用电需求量逐渐提高,为了满足社会发展的要求,国家加大了对水电厂的投资,人民用电得到了进一步保障。水电厂是我国电力事业发展中必不可少的一部分,其利用继电保护系统有效规避系统故障,能够提高电力系统运行效率,提高电力服务水平。同时,继电保护系统能够根据电力系统的实际运行情况进行全程监控,及时排除电力故障,保障设备的正常工作,促进我国电力事业的健康发展。
参考文献：
[1]郭庆,任蓓蓓.电厂继电保护故障诊断及处理对策[J].电子技术与软件工程,2018(23):218.
[2]来庭煜,程江州.电力系统继电保护自适应消缺方法仿真研究[J].计算机仿真,2018,35(10):158-161.
论文作者: 王显金
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年22期
论文发表时间:2020/4/23
标签：故障论文; 继电保护论文; 系统论文; 断线论文; 水电厂论文; 差动论文; 发生论文; 《当代电力文化》2019年22期论文;