电厂继电保护故障诊断与现场处理方案探究

陈秀云

（福建省鸿山热电有限责任公司，福建 泉州 362712）

电厂继电保护故障诊断与现场处理方案探究

陈秀云

（福建省鸿山热电有限责任公司，福建 泉州 362712）

电厂运行过程中，继电保护至关重要。实践中，我们应当重视电厂继电保护故障诊断与处理，全面把握继电保护常见的故障类型、处理原则。本文将对电厂继电保护中的常见故障问题进行分析，并在此基础上以某电厂为例，就其继电故障诊断以及现场处理，谈一下个人的观点和认识，仅供参考。

继电保护；电厂；故障诊断；现场处理；研究

0 引言

正确诊断继电保护故障，并进行针对性处理，对整个电厂以及电力系统的运行，具有非常重大的意义。通过诊断和处理继电保护故障问题，既可以有效促进整个电力系统的高效运行，又可确保电厂运行安全可靠性。

1 电厂继电保护中的常见故障问题分析

对于继电保护故障问题而言，常见的类型有干扰、定值、高频收发信机以及插件绝缘和CT饱和等方面的问题，具体分析如下：

第一，干扰问题。对于这类问题，主要是因微机保护能力相对较差，一旦保护屏位置有其他通信设备，必然会产生干扰影响。比如，这些通信设备会造成逻辑元件错误，或者误动作。

第二，定值问题。对于定值问题而言，常见的故障问题是人工操作过程中，才用的整定方法不正确；整定计算过程中的错误操作，导致整个系统出现误差。

第三，高频收发信机故障。由于各厂家发出的收发信机存在着质量差异，因此通信设备问题造成高频收发信机故障。

第四，CT饱和。二次系统中，CT的作用非常的大。一旦发生故障问题，短路电流立即出现加剧现象，导致CT饱和，继电保护难以正常运行。

第五，插件绝缘。继电保护设备布线紧密，而且集成度比较高。如果保护设备运行时间过长，则插件接线的焊点必然会因静电作用而出现尘埃大量聚集的问题，以致于焊点间形成通路，最终导致设备出现故障问题。

2 继电保护故障问题常用处理方法

2.1 分析法

在重合闸故障，比如放电闭锁问题发生时，处理人员应当对输入量进行全面分析，找出放电原因，再对输入量进行分析。同时，在诊断继电保护设备故障问题时，可采用分析故障报告。

2.2 电位变化法

二次回路上的节点电位变化、电压变化需实时监测，然后确定故障问题的发生点，这是电位变化法的机理。该方法主要适用于以下情况：第一，分闸线路开关时，无法正常亮绿灯。第二，基于保护传动试验对电路开路情况进行分析。当系统设备正常运行时，对主变保护进行检查，保护出口回路如图1所示。

XB为出口压板、KT代表主变继电器节点，33代表跳闸出口回路节点。万用表正常工作时，退出压板，并测量节点1 对地电位。启动主变保护，KT会有出口动作，而且XB收到正电位，此时电压表正电位出现翻转现象；如果不出现翻转，那么继电保护工作正常。测量XB节点2，如果非负电位，则说明没有故障问题，可能故障问题出现在下级电路之上。

2.3 经验判断法

在综合分析多种继电保护问题以后，对设备运行进行统计，全面了解设备工作状态。工作人员凭借个人的实践经验，对部分继电保护问题进行判断，然后处理各种可能的故障问题。比如，分闸开关状态下，红绿灯经常会出现失灵现象，对此可凭借主观经验对造成该问题的原因进行分析。常见的原因是：开关机构操作死点；辅助节点滞后影响机构分合变化。

3 电厂继电保护故障案例分析

某抽水蓄能电站以原水库作为下库，采用人工方式修建了上库，其装机容量800MW，可以说是电网主力调频之必须。该电厂建于上世纪90年代，三年后首台机组完成了并网，次年四台机组建成投产。该电厂自调试应用至今，无论是10kV用电还是220kV电厂线路，都先后出现过程度不同的电气故障问题。

3.1 发电机转子出现接地故障问题

一号机组发电运行状态下，机组转子出现接地动作报警。对于发电机转子而言，其接地保护采用的是在转子回路上，重叠15V方波交流电压，然后对转子的对地绝缘水平组成进行测量。当发生故障问题后，立即停机进行检查，转子回路绝缘情况良好。在此过程中，利用电阻箱人为将接地保护回路进行接地动作，然后对转子接地保护继电器是否正常工作进行检查。对机组采用手动方式进行开机，空转状态下不加励磁电流，借助摇表对转子绝缘进行测量，转子对地的绝缘电阻显示为零。针对这一问题，建议采用电桥法对接地点在转子回路即发电机转子六号磁极进行检查。将机组停下来，并将机组的六号磁极相应盖板以及挡板打开检查，发现六号、七号磁极是由多层软铜片转子磁极外连接铜片的一头开焊；机组在开机时，因离心力的影响，软铜片、挡板之间的接触会导致转子接地，结果机组转子的实际接地保护动作没有出现故障问题。根据这一表征，检查所有的转子磁极外连接情况，并与发电机厂家专家共同进行现场检查，结果发现部分发电机转子磁极存在着不同程度的软连接松动问题，电厂和专家对检查过程中发现的这些问题，采取扩大预防的方法进行处理，有效低避免了另外一些机组转子再出现类似的接地故障问题。

3.2 发电机存在轴电流故障问题

该电厂二号机组在实际运行过程中需，出现了轴电流保护跳闸停机现象。在正常运行状态下，发电机因磁场存在着不平衡问题而导致大轴两端产生感应电压。对于大轴而言，其接地刷接地，确保了对地电位，上导轴承轴领绝缘。实践中，如果上导轴承绝缘出现破坏现象，在大轴、轴承以及接地刷间会产生一定的电流，导致导瓦放电，可能会出现发热甚至损坏现象。在大轴上适当布设轴电流CT，形成轴电流保护。当出现保护动作时，必然会在发电机上导轴承上形成接地点。拆开并检查发电机上导轴承，发现油盆中的挡油圈出现了开焊脱落问题，因接触发电机大轴而导致轴电流出现保护动作，进而引起跳闸停机。根据此情况，建议在机组检修过程中，焊接加固所有上导油盆挡油圈，以免出现同类故障问题，确保了机组的运行安全可靠性。

3.3 主短路器触头出现放电故障问题

在电厂一号机组启动变频器抽水时，机组的转速上升到额定的转速，而且机端电压已经上升到了额定电压，自动同期设备工作寻找同期点然后进行并网。在此过程中，一号机组发变组单元差动保护出现了瞬时动作，而且保护动作跳一号号机220kV主开关，先是灭磁，最后停机。与此同时，一号机组220kV主断路器开关失灵保护动作，再跳一号机220kV主开关，经延时由光纤差动保护直跳线路对侧开关；跳一号厂高变开关，跳二号机主开关（原来二号机处于停机状态）。当发生故障问题以后，检查和实验发电机以及主变压器，没有发现问题；断开开关、母线隔离刀时，变压器、发电机零起升压，直至额定电压正常；此时，对一号主开关保护跳闸，并进行传动试验，使其保持正常开关动作。在故障问题分析过程中，电流、电压录波数据非常中药。一旦发现故障问题，220kV电力系统中的B相对地电压就会归零。一号主变压器的B相产生故障电流，结合故障发生情况，在开关并网之前，初步对故障进行分析，比如开关并网之前的B相动，或者静触头间击穿，然后经GIS外壳放电。实践中可以看到，开关是GIS全封闭的组合电器，只从外部观看是无法看到故障痕迹的。建议电厂要求外方到现场解体检查，结果开关B相动，而且静触头间击穿且对地放电，较之于先前的分析基本一致。对于主开关而言，因受到发变组的差动保护而使得发变组出现保护动作。因开关故障问题发生时，尚未并网，所以虽然出现差动保护灭磁以及停机等现象，但是220kV电力系统仍可以通过开关故障相进行接地。由于一号主变压器高压侧的中性点运行过程中出现接地问题，因此主变高压侧存在着故障电流，此时启动开关保护动作失灵。在对该故障问题进行分析和处理时发现，无论进口还是国产的GIS全封闭组合开关，都可能会发生击穿故障。同时，需要强调的是必须对其进行定期的试验检查，并做好日常巡检工作。基于此，笔者建议电厂在外方专家的通力配合下，对所有的开关进行解体大检查，并做预防试验，对绝缘气体进行定期试验和检查，以免发生类似故障问题。

4 结束语

通过以上对某电厂自投产至今发生的主要继电保护故障、自动设备动作问题分析可知，所发生的多数故障问题集中表现为厂商生产的产品质量问题、设备施工安装质量问题以及电缆长期服役过程中绝缘性能降低问题等。无论那种问题和成因，电厂方应当采取多元化的方法和措施进行检查和试验，并尽可能扩大巡查的范围，有效避免了上述故障问题的二次发生。此外，继电保护动作正常与否，是否能够及时准确地切除故障，关系着整个电厂电力设备运行安全可靠性。

［1］吴金杨，张超，王丹丹.有关电厂继电保护故障分析和处理研究［J］山东工业技术，2016（05）.

［2］王志勇，白建辉，吴茳.电力变压器的故障分析及维护［J］.河北工程技术高等专科学校学报，2016（03）.

［3］刘兴光.发电厂继电保护装置的故障探讨［J］.山东工业技术，2016（06）.

［4］陈咨财.发电厂继电保护的干扰因素分析［J］.通信电源技术，2016（05）.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.127