电力系统继电保护管理的问题及水平的提高

2019-07-14

探索科学(学术版) 2019年10期

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一、电力系统继电保护装置常见的故障

继电保护装置能够在电力系统出现故障和问题时进行紧急制动可以很好地保护系统的正常与稳定,但由于用电负荷的不断提升带来的电网扩容以及电网波动等异常情况的增多,继电保护装置二次回路的干扰源不断提升,由此引起继电保护装置常出现不动作或者误动作等问题,反而引发电力系统故障。

从技术上来讲,引起继电保护装置不动作或者误动作的干扰源主要有：电力系统本身运行产生的强磁场、雷电等自然灾害天气产生的雷击、周边环境人类活动产生的磁场干扰以及人员操作失误带来的电力系统瞬时电流电压的波动等等。而在系统运行中,干扰源的存在加之防护措施的不足可能会导致继电保护装置受到周边电磁场的干扰而使得二次回路出现波动由此引发继电保护装置的误动作或者不动作等问题。

而对继电保护装置而言,日常的管理失误是导致这些故障的根本性原因,如人员技能不足导致的投退操作不当、日常检查不到位等等,都会影响继电保护装置的正常可靠运行。

二、电力系统继电保护装置可靠性提升的技术保障措施

在当前电力系统继电保护装置故障预防管理中,技术上采取的控制措施主要有电场屏蔽、磁场屏蔽等方法,具体而言有对周边电场磁场的屏蔽、线圈并联消弧回路、等电位的构建、与周边干扰的距离控制、屏蔽电缆等等,以下对其中几个应用较为广泛的控制措施进行探讨。

2.1 对周边电场磁场的屏蔽如继电保护室及其重要的回路线路等部位的电磁屏蔽,主要屏蔽对象在于系统正常运行带来的一次回路中电流电压的波动带来的周边磁场电场的大范围变化。特别是在继电保护室被一次线路跨越的条件下,更需要对其进行特别的屏蔽防护。可以采取金属屏蔽的方式,如在继电保护室建设修筑时用钢板或钢丝网嵌入继电保护室墙体中,并与地面进行可靠连通。

2.2 线圈并联消弧回路如电容器与线圈进行并联,在突然的动作之中,其自身产生的较强的感应电会在回路电容的作用下进行充电,从而极大地减小瞬时感应电流对控制线圈的冲击和影响。又如利用反向二极管与线圈进行并联,在突然动作产生的较强的感应电的作用下,沿着线路出现的感应电流在回路中反向二极管的作用下抑制了电流的传递,从而实现了控制线路中不会出现过高动作感应电流的结果,保护了继电保护器的线圈。

2.3 等电位的构建在发电厂的接电箱和继电保护室周边区域的电缆设置中选择等电位布置方式,如某发电厂选择数条100mm2的铜排按照机柜屏蔽布置的方向进行设置,首尾端用电缆连接,从而形成保护室内电力系统的等电位接地网,这种方式可以有效地降低发生故障时各点之间的地电位差的大小,并且能够很好地防止电流烧毁电缆屏蔽层,同时达到降低变电站母线对预期平行排列电缆的干扰。

三、电力系统继电保护装置可靠性提升的管理保障措施

电力系统继电保护装置的重要性迫使生产运营单位必须要把其的安全可靠运行工作当作一项重点的日常工作来进行控制,较为重要的管理措施有日常维护检查与投退操作管理等等。

3.1 日常检查方面日常组织专业人员及岗位人员进行定期的检查,主要检查内容有：各插件插入良好,无个别插件突出现象,内部无放电声；各继电器是否盖好,无松脱现象；继电器接点位置正确,有无烧伤现象；各压板位置是否和当时运行要求相符,投入是否良好；经常励磁的继电器温度是否正常；接线端子是否有松脱或锈蚀现象；各表计、信号灯指示正确等等,发现问题应立即组织处理。

3.2 继电保护装置投退操作管理继电保护装置的投退操作方面,操作流程应根据不同情况进行分类规范和管理,如主设备的主保护退出时,须经主管生产副总或安全生产部主任批准执行；主设备的后备保护退出,须经主管生产主任批准执行；辅助设备的主保护的退出及后备保护的退出可由生产专工批准执行；但特殊情况下如运行值班负责人在遇到危及主设备安全的紧急事件时,可根据现场实际情况,确定保护的投退和压板的切换,并及时将保护投退和压板切换情况汇报有关保护管理权限人员,并记录详细情况。

进行保护及自动装置压板投退操作时,必须做好投、退前纪录,操作完后要认真核对纪录；整套继电保护及自动装置需要断开其电源退出运行时,必须先退出出口压板,再退出功能压板；整套继电保护及自动装置投入运行时,必须先投入功能压板,再投入出口压板；操作保护及自动装置压板时,应防止保护压板与相邻压板或盘面相碰,引起保护误动或直流接地；保护装置有多种保护功能共用出口压板时,需要退出其中某种保护功能时,可只退出其功能压板；投入功能压板时,必须按要求测量保护功能压板两端口间电压。投入功能压板的同时,要监视保护装置液晶显示画面是否有对应的开关量变位报文以及是否有故障报警信号。

3.3 风险评估与控制在作业中为了有效的避免由于投退操作引起的系统故障,解决继电保护装置故障引起的系统故障问题,还应提前进行安全风险辨识,可结合当前安全风险分级管控体系和隐患排查治理体系工作建设进行,如对投退作业及日常运维作业采用JSA方法进行风险辨识并利用DLEC法进行风险评估,利用FMEA或SCL法进行继电保护装置的风险辨识并利用LSR法进行风险评估,对查找到的隐患及问题进行针对性的改正并通过隐患排查的方式进行日常管理,这样才能有效控制风险,避免各类型问题的出现。