继电保护设备状态监测及故障诊断方法研究

许贵子

国电华北内蒙古新能源有限公司 内蒙古 包头014010

1 继电保护装置常见的故障分析

1.1 产源故障 继电保护装置所涉及的组成部分主要包括三方面的单元模块,每一个单元模块所呈现出的制造工艺以及材质质量如何,与保护装置的故障发生频率有着至关重要的紧密联系。在具体运行过程中,继电保护装置往往会存在一定程度的产源故障,导致整体的继电保护装置出现死机的情况,使其功能和价值无法体现出来,出现功能失效的情况。

1.2 隐形故障 在电力的继电保护装置运行过程中存在一定程度的潜在故障,而这种故障十分隐蔽,难以被及时有效的发现,由此造成电力系统大规模停电事故,或者使整个电力系统的运行存在很大问题。这就需要要全面细致地检查跳闸元件的运行情况,以此确保其出现潜在故障的时候能够得到及时发现,潜在故障在没有爆发的时候就能够得到切实的处理。

1.3 运行故障 在实际运行过程中,因为现场环境十分恶劣,出现典型的高温、湿度、粉尘等相关因素的影响,进一步加速元器件和相关设备的老化程度,由此使其出现不同程度的故障,对于整体设备和运行安全都会造成严重危害,产生一系列的运行故障,例如,电源退化、接线处的老化生锈等相关问题,都是比较常见的运行故障,这种故障会导致整体设备出现开关拒合等相关方面的问题。

2 继电保护设备状态监测

为实现对继电保护设备的实时状态监测与故障诊断建立继电保护设备状态监测与故障诊断系统。该监测系统采用树形结构,包括监测装置以及监控中心。1)继电保护设备状态监测装置分为在线监测装置或便携式监测装置,监测装置主要用来采集继电保护设备状态数据,主要包含电流保护、电压保护、瓦斯保护、差动保护等设备的状态数据。2)监控中心由服务器组和监测客户端组成。监测客户端采用上位机监测形式,能够及时查看继电保护设备状态监测的各种数据、图形以及报表。服务器组有数据库服务器、通信服务器和Web服务器等3种。

继电保护设备状态监测与故障诊断系统由传感器阵列(采集继电保护设备不同状态数据)、信号预处理以及上位机等组成。通过对继电保护设备状态数据的采集和预处理,再将其传输到T MS320F2812DSP核心处理器的ADC转换接口,实现数据转换和存储,通过监测现场的继电保护设备状态故障显示器可以进行实时监控和SBO-ELM故障诊断。

3 电力继电保护装置故障检测与维修技术

3.1 检测技术要点 继电保护装置检测应先确定故障点范围。故障可分为内部故障和外部故障。(1)内部故障通常会表现为接点故障、差拍以及装置元件故障三个类型。其中接点故障的类型主要为继电保护装置的接点处在二氧化硫等硫化物质的腐蚀下,导致接点出现位移的情况,最终引发继电保护装置故障问题的出现。而差拍问题出现后,应当对继电器的整体情况进行观察,并判断其电压状况是否符合继电器的要求与标准。对于装置元件故障而言,其在发生后会直接导致继电器自身所发挥的保护作用失效,令电力系统运行的稳定性与安全性受到影响。(2)外部故障。对于继电保护装置而言,在受到异常情况的影响后,其正常运行会受到影响并停止工作,导致了电力系统在运行过程中的安全隐患大幅增加。为此,就要在继电保护装置出现异常工作状态的情况下,及时采取相应的措施,以实现对设备运行故障的快速排查。

从继电保护装置的特点来看,其自身的指示灯是帮助工作人员判断自身运行状态的重要信息来源,也是维护电力系统稳定性的关键所在。对于继电保护器而言,其在实际应用的过程中,烧损故障的发生通常都是出现在线圈与接点部位,这使得变电站节点保护装置在烧损后,会出现灼烧的气味,使工作人员可以通过气味来判断与排除相应的故障。

技术人员要有效分析相关异常情况或者错误信息,这样能够在第一时间做好故障的检测和探究工作,及时发现故障的原因,从而做出科学合理的处理。

在实际检测过程中,有效利用计算机和信息化技术手段,可以针对电力继电保护装置检测出的测试结果进行有针对性的判断,如果超出了标准偏差范围,就可以充分确认整体装置存在一定程度的故障,内部产生某方面的问题。在这样的情况下,就要对继电保护装置进行全面深入的安全检查,并采取切实可行的措施,使故障得到充分的排除,进而有效保证继电保护装置能够安全稳定的运行。

3.2 电力继电保护装置故障维修技术要点

(1)替换法。这种方法是在继电保护装置产生一定故障的时候,确保功能维持正常的元件或者插件对于可能存在故障的元件或插件进行替代,以此进一步检测和判断出被替代的元件或者插件有没有某方面的故障,明确故障的具体范围,制定相对应的维修方案。

(2)参照法。这种方法主要是对比正常运行情况下的工作参数,与非正常运行情况下的工作参数进行比对,以此确定故障回路及故障元件,这种方法在接线故障和定值校验故障的全面检查过程中更有效应用,能够呈现出应有的优势,如在校对定值的过程中,如果检测到某种继电器的测试结果与正常测试结果有着很大差距,根据测试统计数据进一步确定设备元件的故障点。

(3)短接法。这种方法主要是针对电路回路较为复杂时,有效结合实际情况采用短接线的方式确定故障点范围,排除非故障回路及元件,方便故障点的查找分析。如果故障没有在短接线的范围之内,可以采取相同方法继续排查,排查的范围进一步有效缩小,最终确定具体位置。

结束语

继电保护装置是电力系统的重要组成部分,继电保护系统在运行中发生故障,会给电力系统的安全稳定运行造成影响。因此,需要注重继电保护设备状态监测,当保护设备发生故障时,结合设备检测数据,通过替换法、参照法、短接法等故障设备进行维修处理,快速恢复设备正常运行,提高电力系统的安全可靠性。