浅谈电力系统继电保护与维护分析
摘 要：继电保护是电力系统安全运行的心脏，无论是变电所本身还是输电线路，起着安全运行的保障，也是给运行人员提供安全运行的信息。
关键词：继电保护运行 管理
引言
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。
参考文献
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第二篇：浅析继电保护的状态检修
浅析继电保护的状态检修
耿亮
摘要：电保护装置在电力系统中发挥着重要作用，正常工作与否将对电力系统的运行造成重大影响，因此如何提高继电保护装置的可靠性也就成为人们日益关注的重要课题。文章分析了继电保护装置状态检修的时机，以及如何利用状态检修提高继电装置的安全性。
关键词：继电保护装置；状态检修
继电保护装置在电力系统中发挥着重要作用，其正常工作与否将对电力系统的运行造成重大影响,如何提高继电保护装置的可靠性也就成为人们日益关注的重要课题。因此，有必要对电力系统“状态检修”进行梳理和分析，以期对今后的工作有所助益。
一、状态检修概述
状态检修，也叫预知性维修，顾名思义就是根据设备运行状态的好坏来确定是否对设备进行检修。状态检修是根据设备的状态而进行的预防性作业。状态检修首先由美国杜邦公司提出，以设备当前的工作状况为检修依据，通过状态监测手段，诊断设备健康状况，确定设备是否需要检修或最佳检修时机。状态检修的目标是减少设备停运时间，提高设备可靠性和可用系数，延长设备寿命，降低运行检修费用，改善设备运行性能，提高经济效益。
继电保护装置是指当电力系统中的电力元件(如发电机、线路等)或电力系统本身发生了故障或危及其安全运行的事件时,需要向运行值班人员及时发出警告信号,或者直接向所控制的开关发出跳闸命令,以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。电力设备安全是电力系统的一个永恒主题，在电网发展日益庞大，用户对电力可靠性的要求越来越高。对传统的继电保护装置来说,它不提供自检或状态监视的功能,因此需要严格执行定期检修,以发现保护装置潜在的缺陷或故障,减少误动或拒动的几率。在其元器件已选定的条件下,可靠性的提高在很大程度上依赖于最佳检修周期的确定。如果不管设备的状态如何，只要到期就修，不仅加重了现场的劳动强度，而且对设备的健康、供电的可靠性和人身的安全未必有好处。状态检修是建立在设备状态有效监测基础上，根据监测和分析诊断的结果安排检修时间和项目，主要包含设备状态监测、设备诊断、检修决策三个环节。状态监测是状态检修的基础，状态监测是设备诊断的依据，检修决策就是结合在线监测与诊断的情况，综合设备和系统的技术应用要求确定具体的检修计划或策略。因此，实行状态检修将成为保护继电设备的一种必然的选择。
二、继电保护装置的“状态”识别
1、重视设备初始状态的全面了解
设备的初始状态如何，对其今后的安全运行有着决定性的影响。设备良好的初始状态是减少设备检修维护工作量的关键，也是状态检修工作的关键环节。要注意做好设备原始记录、设备台帐、图纸、技术资料及有关设备的运行、检修、试验数据资料的加工整理工作。因此，实现状态检修首先要做好设备的基础管理工作。继电保护设备状态检修实施的重要基础就是在设备状态特征量的采集上不能有盲区。状态检修不是单纯的检修环节的工作，而是设备整个生命周期中各个环节都必须予以关注的全过程的管理。需要特别关注的有两个方面的工作，一方面是保证设备在初始时是处于健康的状态，不应在投入运行前具有先天性的不足。状态检修作为一种设备检修的决策技术，其工作的目标是确定检修的恰当时
机。另一方面，在设备运行之前，对设备就应有比较清晰的了解，掌握尽可能多的“指纹”信息。包括设备的铭牌数据、型式试验及特殊试验数据、出厂试验数据、各部件的出厂试验数据及交接试验数据和施工记录等信息。
2、注重设备运行状态数据的统计分析
要实行状态检修, 必须要有能描述设备状态的准确数据。也就是说, 要有大量的有效信息用于分析与决策。设备部件在载荷和环境条件下产生的磨损、腐蚀、应力、蠕变、疲劳和老化等原因，最后失效造成设备损坏而停止运行。这些损坏是逐渐发展的，一般是有一定规律的，在不同状态下，有的是物理量的变化，有的是化学量的变化，有的是电气参数的变化，另外，还有设备的运转时间、启停次数、负荷的变化、越限数据与时间、环境条件等。因此要加强对继电保护装置历史运行状态的数据分析。现代数据综合管理的概念是数据库和分析系统的有机结合。状态检修数据管理的基础是一系列的数据库, 包括运行记录、设计数据、检修历史记录、设备状态监测与诊断数据、机组性能分析数据等。正确完整的技术数据是状态检修的基础。对继电设备的状态监测将有助于对设备的运行情况、缺陷故障情况、历次检修试验记录等实现有效的管理和信息共享，并为设备运行状况的分析提供了可靠的信息基础，将有助于合理地制定设备的检修策略，提高保护装置的可用率，对保证系统和设备的安全是十分重要的。
3、应用新的技术对设备进行监测和试验
开展状态检修工作，大量地采用新技术是必然的。在目前在线监测技术还不够成熟得足以满足状态检修需要的情况下，只有在线数据与离线数据相结合，进行多因素地综合分析评价，才有可能得到更准确、可信的结论。此外，还可以充分利用成熟的离线监测装置和技术，如红外热成像技术、变压器绕组变形测试等，对设备进行测试，以便分析设备的状态，保证设备和系统的安全。
三、开展继电保护状态检修应注意的问题
1、要严格遵循状态检修的原则
实施状态检修应当依据以下原则：一是保证设备的安全运行。在实施设备状态检修的过程中，以保证设备的安全运行为首要原则，加强设备状态的监测和分析，科学、合理地调整检修间隔、检修项目，同时制定相应的管理制度。二是总体规划，分步实施，先行试点，逐步推进。实施设备状态检修是对现行检修管理体制的改革，是一项复杂的系统工程，而我国又尚处于探索阶段，因此，实施设备状态检修既要有长远目标、总体构想，又要扎实稳妥、分步实施，在试点取得一定成功经验的基础上，逐步推广。状态检修的实施可先从实施设备点检定修制和检修作业标准化、规范化入手，全面落实设备管理的责任制，规范、完善检修基础管理，强化检修质量管理，提高设备健康水平，保持设备处于良好水平，这样就可以从思想上、制度上、人员上、技术上为全面实施设备状态检修奠定良好的基础。在实施过程中，也要注意及时总结经验，必要时可调整规划。三是充分运用现有的技术手段，适当配置监测设备。
2、重视状态检修的技术管理要求
状态检修需要科学的管理来支撑。继电保护装置在电力系统中通常是处于静态的,但在电力系统中，需要了解的恰巧是继电保护装置在电力系统故障时是否能快速准确地动作，即要把握继电保护装置动态的“状态”。因此，根据对继电保护装置静态特性的认识，对其动态特性进行判断显然是不合适的。因此，通过模拟继电保护装置在电力事故和异常情况下感受的参数，使继电保护装置启动和动作，检查继电保护装置应具有的逻辑功能和动作特性，从而了解和把握继电保
护装置状况，这种继电保护装置的检验，对于电力系统是很有必要的和必须的。
要搞好继电保护设备状态检修，建立每套保护装置的“设备变更记录”是非常重要的基础技术管理工作。“设备变更记录”应详细记载设备从投运到报废的整个使用过程中设备软、硬件发生的变化，包括软件的版本升级、硬件插件的更换、二次回路的变更、反事故措施的执行情况及检验数据的变化情况。这样的“设备变更记录”实际上就是该保护装置所有检修记录的摘要和缩影．因此可以作为设备状态评估的依据。
3、开展继电保护装置的定期检验
实行状态检验以后，为了确保继电保护和自动装置的安全运行，要加强定期测试，所有集成、微机和晶体管保护要每半年进行一次定期测试，测试项目包括：微机保护要打印采样报告、定值报告、零漂值，并要对报告进行综合分析，做出结论；晶体管保护要测试电源和逻辑工作点电位，现场发现问题要找出原因，及时处理。
4、状态检修的经济性要求
状态检修的一个重要特点就是依靠技术经济分析进行决策。有针对性地按项目和诊断结果的检修取代了以往的带有盲目性的强制计划检修，其结果是减少了不足维修带来的强迫停运损失和事故维修损失，减少了过剩维修，提高了维修工作的效率，增加了设备可用率, 节约了大量检修费用。在状态检修的实践中，没有经济效益的技术是不适用的。解决这个问题的办法除了研究更加廉价的技术手段外，必须发挥人的力量，更加有效地采用管理的手段，使检修决策工作能够适合实际的需要和可能。
5、高素质检修人员的培养
状态检修对检修人员技术素质的要求主要体现在掌握状态监测和故障分析的手段, 能综合评价设备的健康状态；参与检修决策，能制定优化检修计划和检修工艺；有丰富的检修经验和高超的检修技术等方面。高素质检修人员是状态检修能否取得成功的关键。在传统的检修模式中，运行人员是不参与检修工作的。状态检修要求运行人员与检修有更多联系，因为运行人员对设备的状态变化非常了解，他们直接参与检修决策和检修工作对提高检修效率和质量有积极意义。其优点是可以加强运行部门的责任感；取消不必要的环节，节约管理费用；迅速采取检修措施，消除设备缺陷。
四、结束语
继电保护装置的“状态”是较难把握的，任何一个部门对设备“状态”把握不准，都会造成设备安全隐患。状态检修是根据设备运行状况而适时进行的预知性检修，“应修必修”是状态检修的精髓。状态检修既不是出了问题才检修，也不是想什么时候检修才检修。实行状态检修仍然要贯彻“预防为主”的方针，通过适时检修，提高保护装置运行的安全可靠性，提高继电保护装置的正确动作率。因此，实行“状态检修”的单位一定要把电力设备的“状态”搞清楚，对设备“状态”把握不准时，一定要慎用“状态检修”。
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