火电厂继电保护的常见故障类型及维护方法

张鑫

摘 要：随着科学技术的发展，继电保护技术的发展也日新月异。继电保护装置是电力系统中的重要组成部分，其能否正常发挥作用，决定了电力系统的工作状况。所以，继电保护装置及二次回路的维护与检修显得尤为重要。文章详细阐述了继电保护装置中可能出现的一些问题，并提出了适当可行的解决方案。

关键词：继电保护装置;常见故障;二次回路

中图分类号：TM774 文献标识码：A

随着科学技术的发展，继电保护技术的发展也日新月异。在电网整体互联的要求下，为了保证电网的安全，只有发电企业的继电保护装置安全可靠地投入运行，才能对发电企业及电网起到保驾护航的作用。对火电厂来说，电动机、变压器、发电机、线路、升压站母线等设备投入运行的前提是，必须要有相应的继电保护装置相继投入。在运行中，因保护装置质量问题，及外围二次回路的故障、缺陷问题，往往会出现一次设备被迫停运，或设备产生故障的情况，对电网能否安全可靠的供电产生直接或间接的影响。所以，继电保护装置及其二次回路的定期检修，以及日常维护工作，是相关部门的重要工作，对火电企业的设备运转意义重大。

1 继电保护装置及工作回路的重要性

继电保护直接关系到火力发电厂的正常运行，其能及时反应电力系统各部分电器元件的运行故障，通过释放信号或跳闸处理，避免故障问题的扩大化与严重化。受内外部因素的影响，内部因素包括设备缺陷、操作失误等，外部因素则包括雷击、大风等，严重干扰到继电保护装置的正常运行，进而威胁到火电厂系统的安全与稳定运行，甚至还会有人身伤亡事故发生。由此可见，继电保护在运行中起着主导性作用。在一次设备投入运行后，继电保护装置必须能够正确区分一次设备是处于正常状态、异常状态，还是故障状态。在故障状态下，应能够区分是区内故障，还是区外故障。保护装置要实现这一功能，就必须要有其外围回路（PT、CT、电缆、开关等），才能完成跳开故障元件的断路器、对系统或电力元件的不正常运行发出警报、正常运行状态不动作等任务。对电厂而言，应显著提高继电保护装置及外围回路常见故障的判断分析能力，以及维护技术水平，以减少重要设备的停运时间，减少发电企业的经济损失。在日常检修维护时对常见故障加强管理，能对电网及电厂的安全运行起到保驾护航的作用[1]。

2 继电保护装置及工作回路的故障

2.1 继电保护装置的故障

随着科学技术的发展，当今的继电保护装置主要指微机保护，微机保护装置由硬件和软件两部分组成。软件部分在设备投运时，会经过认真细致地调试，只要逻辑及功能验证正确，软件部分一般不会出现问题。常见故障如故障告警、SOE时间记录等未及时清除，会占满存储空载，造成软件死机。在日常检修时，应及时清除故障记录及历史报文。通常，微机保护的硬件电路由六个功能单元构成，即数据采集系统、微机主系统、开关量输入输出电路、工作电源、通信接口和人机对话系统等。保护装置的硬件质量及技术，在后期的实际运行故障概率中占有很大比例。各种不同类型的装置，主要有电源板故障、开关量输出故障、开关量输入故障、CPU故障等。

2.2 继电保护外围回路的故障

2.2.1 二次回路的接地

二次回路产生的接地主要分为：遇到降雨较多季节时，导致有潮湿积水问题出现于室外端子箱、机构箱中，这样将会顯著降低直流二次回路的正电源或负电源对地绝缘电阻，甚至电阻数值为0;由于没有将绝缘隔离措施应用于部分型号手车开关可动部分与固定部分的地接插头或插座中，在移动手车的过程中，损坏到导线，这样直流回路就容易接触到开关的金属部分。部分二次设备的绝缘出现严重破损、老化问题，或者不具备过关的施工工艺，这样将容易有裸线、线头接触柜体等问题出现于直流回路中。

2.2.2 信号回路缺陷

本种缺陷的直观性较强，一般指示灯、继电器等设备中具有较高的发生率。设备经过长期带电运行，再加上冲击带电的影响，出现不同程度的损坏问题。针对本类缺陷，需及时更换新元件。

2.2.3 控制回路缺陷

一般在断路器的操作回路中出现本类缺陷，其二次接线具备较多的元件和地点，包括指示灯、操作箱、控制把手等。这样，在保护动作、重合闸动作等过程中，就容易出现控制回路缺陷。

3 主要维护方法

电气一次设备的正常运转离不开二次设备的可靠运行。维保工作对继电保护装置的稳定运行起到至关重要的作用，在日常维保工作过程中，应当针对常见故障，适配相应的维护技术方法，快速解决日常缺陷及问题。

3.1 继电保护装置的故障

根据继电保护和电网安全自动检验规程的要求，对继电保护装置进行定期的全部检验及部分检验，以便及时发现故障缺陷。在日常管理中，对重要设备继电保护装置的备品备件（电源板、交流输入板、开关量输入板、开出量输出板、通讯板件），应尽量准备一套。由于电磁干扰及静电干扰容易造成板件上元器件的损坏，所以有些故障可以通过装置自检程序报出，根据对应的报文更换相应的板件，减少停电带来的损失。当继电保护插件发生故障时，对内部回路比较复杂的继电器，可以用相应插件替代。如果故障消失，则说明换下的插件是故障点。同时要注意，对运行的插件或继电器进行替代时，应采取一定的描施，确认替换插件内的程序、跳线、定值芯片是否一致。此方法需要准确核对所替换装置的出产厂家和型号，维保人员应当反复比对两个装置的各项参数是否一致[2]。

3.2 工作回路的故障

3.2.1 二次电缆接地

对于直流系统的绝缘状况，电厂都配备了直流绝缘监察装置。当接地故障发生时，直流母线绝缘监察装置都会发出报警。按照主机及分机提供的直路编号仔细检查相应设备。直流接地查找过程中，一旦将直流电源断开，将会严重影响到保护装置与二次回路的正常运行。因此，需要将针对性的安全措施贯彻下去，甚至可将跳闸压板打开，或者让设备停运。当不停电时，应做好响应的安全措施，防止设备误动。查找故障时，接地支路的接地点查找的基本原则是先室外、后室内，先电缆、后装置，先老化设备、后新设备[3]。

3.2.2 信号、控制回路等元器件故障

信号、控制回路缺陷，主要发生在断路器的操作及监视回路，其二次接线涉及的元件和地点较多，主要有控制把手、指示灯、继电器、断路器机构的跳合闸线圈及辅助接点等。对于单个电气元件的损坏，可以进行元件更换。对日常缺陷进行统计分析，查找原因，查明是由老化造成的元器件损坏，还是由于设计缺陷造成的元器件损坏。根据分析结果，对同类元器件进行隐患排查，减小缺陷发生率。

综上所述，继电保护装置用材复杂，材料的好坏关系到工作寿命的长短，甚至整个用电系统的安全。因此，在维护继电保护装置及外围接触器、继电器等时，应仔细检测装置各个部分的材料状况，要确保各个装置都处于完好状态。一旦发现质量问题，应立即更换，以确保继电保护装置的正常运转。对维保人员而言，要严格按照相关检测标准执行，并书面记录检测结果，确保掌握继电保护装置的实时运行状态。为了准确评估继电保护装置的质量，在购置新型继电保护设施的过程中，应确定装置实际运行期间的安全系数是否能够满足电厂的需求。当然，完善继电保护准入机制，同样也是日常维保工作的重点内容之一，维保人员应根据电气设备选配继电保护装置，在安装之前，应对装置进行必要的质量鉴定。

3.2.3 切實提高工作人员业务能力

继电保护装置的检修工作，对专业知识的要求较高。所以，对于继电保护装置的检修岗位，要求持证上岗，对专业知识要有较好地掌握，尤其是一次系统和二次系统。维保人员应当掌握一、二次系统运行的原理，以及可能会导致故障的线路节点。在另一方面，本岗位还需要有较强的识图与读图能力。对维保人员而言，需要充分掌握相关电气图纸，并结合系统实际运行情况进行操作。维保人员要积极观察故障类型，并结合图纸进行深入分析，及时进行总结。根据不同类型的故障，总结出一套能够有效监测故障的方法。火电厂需结合实际运维需求，构建完善的人员培养机制，将业务培训活动定期组织下去，融合理论讲解、实践操作等培训手段，促使工作人员的业务能力得到持续提高，适应岗位的工作要求。同时，积极开展评先争优等活动，将工作人员的主动性、积极性等充分调动起来，增强工作人员的责任意识。要注重先进人物激励作用的发挥，带动其他工作人员努力钻研业务知识，提高个人技能水平。

4 结语

对于火电企业一次设备的正常运转，继电保护装置发挥着举足轻重的作用。综上所述，继电保护装置的日常维护与定期检修，各个电力企业应当引起重视。对电厂而言，需要深入研究各型号继电保护装置的优缺点，根据调研结果确定保护装置的型号，优化继电保护装置的运行环境，最大限度消除装置周围的干扰信号。因外围电路引起的故障，要提高日常检修管理。降低设备的故障率，保证设备的安全可靠运行。

参考文献

[1] 韩日滔.火力发电厂提升继电保护运行可靠性的技术研究[J].电工技术，2020（10）：75-76.

[2] 魏继军.继电保护的常见故障及维护技术[J].中国新技术新产品，2019（20）：24-26.

[3] 王元辽.电气继电保护的常见故障及维护技术探讨[J].城市建设理论研究：电子版，2017（27）：20.