断路器失灵保护及防误动方法浅析

期刊: 环球探索 DOI: PDF下载

程丹

国能河北定州发电有限责任公司河北定州073000

摘要

现阶段,我国社会发展速度飞快,电力资源的需求量提升,致使电力系统的复杂度提高,此时一旦系统出现故障问题,导致断路器失灵,同时没能及时采取应对措施,便会造成严重的后果,导致保护机制失去应有的作用,甚至还会造成安全隐患问题,故而相关人员需要针对性地予以强化,保障保护机制的灵敏性。基于此,本文通过分析断路器失灵保护的基本要求,明确断路器失灵的具体原因,并针对其保护和防误动需求提出应对措施,以期帮助相关人员稳定开展工作,以免产生严重损失,助推行业的转型与发展。


关键词

断路器;失灵保护;防误动

正文


引言:所谓的断路器失灵保护就是当故障元器件的保护装置,因为外界因素出现跳闸的命令时,相对应的断路器因故障问题出现失灵情况,从而拒绝跳闸,为防止类似问题造成元器件损毁、电网崩溃而构建的防护机制。利用该技术能够及时获取元器件的参数和响应的动作信息,确保发挥其短时延的特点,实现对系统的有效保护。另外防误动也是其工作的重要方向之一,其目的在于防止系统零件因为非标准的指令而出现异动,减少设备零件的磨损问题,进一步保障断路器运行的长效性和安全性,为相关单位创造更多有效收益。

一、断路器失灵保护和防误动的基本要求

结合《反措》等行业标准,须知断路器失灵保护系统具有典型的涉及面广、依赖性高等特点,所以需要在运行之前完成传动试验等检验,并针对其设计、安装和调试等阶段予以强化,提升保护成效,同时也需要针对其保护和防误动的目标,确定基本要求,具体的内容如下:

(一)结合卡西姆港燃煤电站的实际情况和笔者的工作经验来看,笔者所述项目为卡西姆港燃煤电站,建有2台660MW燃煤机组。500kV系统共有两条出线,共10回断路器间隔,GIS采用3/2接线方式,每条出线通过一台断路器并联一台电抗器运行,启备变通过两台断路器与I母、II母连接。对此,断路器失灵保护的过程中,当需要实现基本的双重配置时,工作人员要确保运行的两套失灵保护系统同时启动,利用电流完成判别,确定如何使用相电流、零序电流和负序电流,并构成整体框架,同时针对实际情况,判断是否使用复压闭锁等手段,保障断路器失灵保护的稳定性[1]

(二)在双母并联的过程中,需要相关人员利用失灵保护系统跳开母联,随后再利用现场的刀闸等设施助力完成辅助触点判别,将同一母线上的所有开关予以跳开。另外,针对卡西姆港燃煤电站的实际情况来看,其内部多为500kv高压电,所以在断路器失灵保护的过程中,需要重视其二次回路,内部务必要包含判别元器件的触点,确保能够经过验证后再投入使用,以免出现稳定性受影响的情况。另外,还需要采用失灵分相判别功能的元器件作为检测主体,考虑长距离电能运输的特点,防止电磁干扰等一系列问题,并合理使用DC220和110v作为核心能源供给[2]

(三)经过工作人员对卡西姆港燃煤电站的断路器失灵问题分析可知,非电量保护的接点动作和返回时间都相对比较缓慢,因为其保护触点在返回时灵敏性通常比较高,所以需要结合实际情况,判断失灵保护是否应该启动。同理,卡西姆港燃煤电站以往使用的过激磁保护和冷却器保护液会受其影响,故而工作人员需要结合断路器失灵保护的时间消耗、能源消耗等因素,确定各项举措的实施要求,以免出现误跳闸的情况。另外,在实际运行过程中,如果出现某元器件退出运行的情况,则需要确保断路器失灵保护同样随之退出,过程中可以灵活使用失灵压板来助力工作进度,以免出现不稳定的情况。

二、断路器失灵问题的主要原因

(一)电击因素

对比卡西姆港燃煤电站的实际情况来看,电击因素是一个非常重要的原因,但因为工作人员的失误或者是操作不当,造成电击情况发生的情况比较少见,普遍是因为外界气候等因素,因其具有不可控性,所以在实际的生产中电击因素是一个很大的问题[3]。例如由于工作人员本身经验不足或者是技术不过关,所以在实际操作的时候,可能会出现失误,导致接地装置失去作用,或未能及时检查与更换。另外,从其发生原理上来看,所谓电击便是天空中雷云放电聚集所致,其会沿着导向传递,从而使现场的设备出现过电压问题,虽然现有的大部分电厂都有一定的绝缘防护设施,但断路器因其结构特殊,绝缘防护效果并不理想,所以可能造成对线路干扰冲击严重的情况,导致断路器出现闪络放电的问题,从而诱发断路器的失灵问题。

(二)接线不正确的问题

断路器接线不正确主要表现为断路器的操作机构不能正常动作、接收到指令后不能快速响应,完成断开任务。一般情况下,卡西姆港燃煤电站内部的接线问题体现为回路接线不正确,如卡西姆港燃煤电站使用双重化配置方法管理500kv线路,各个线路上还安置有P466线路保护装置,断路器失灵保护装置则是使用MICOM P841型号,但在运行过程中因为接线问题,致使逻辑判别元件等缺少稳定的零序电流,将导致断路器失灵保护系统发生故障,促使现场实际线路连接情况和设计不相符,未能对类似的问题予以有效解决,对系统的运行稳定性造成干扰。另外,由于部分操作人员存在粗心大意等情况,导致线路的安装和图纸设计略有偏差,导致或许的运行存在安全隐患,如线路连接松动、虚接等,进而出现回路出口不正确,最终使得断路器出现失灵或误动的情况,影响系统整体运行的效率。

(三)设备故障问题

卡西姆港燃煤电站断路器的设备故障是导致其失灵问题出现的主要原因之一,在具体运行中,设备故障通常会表现为断路器本身质量存在问题,以及相关机构零部件运行存在问题等,其原因多为生产工艺不佳,制造成本较高,技术水平落后等。这些问题的出现都会对断路器的正常运行造成一定的影响,因此在具体运行中要及时发现并解决设备故障问题。而后,还有部分情况是由于设备受到外界因素的影响而出现故障。比如天气潮湿等原因也会对断路器的正常运行造成影响,因为断路器所处的环境较为恶劣时,需要其具备良好的密封性能以及防潮性能,反之就会导致其响应过慢或无法运行,导致其出现失灵现象。另外,断路器跳闸触点和相电流判别元件因其核心作用,且处于串联状态,如果出现反复灭弧等问题,也会导致其信号无法正常返回,造成误动的情况[4]

(四)误操作问题

断路器的误操作主要有以下两种情况:其一由于机械、电气等原因造成操作机构失灵,致使断路器不能动作,这种情况多是因为操作人员不熟练所致。其二由于继电保护装置与断路器存在相互影响的关系,所以当其中一个或几个设施的运行出现误操作时,可能使断路器失去作用,出现拒动或误动状态。对此,参考卡西姆港燃煤电站的实际情况来看,因为误触问题在220kv等高压线路的断路器失灵保护误动中所占据的比例较大,所以对人员综合能力的要求较高,反之会导致故障问题的频繁出现,还容易损害元器件。

三、断路器失灵保护及防误动措施分析

(一)合理设计与选型

断路器失灵保护是为了防止因断路器操作失误或故障导致的线路故障而设计的,是电网保护体系的重要组成部分。在卡西姆港燃煤电站中,断路器失灵保护属于后备保护,主张预防和阻断。从目前情况来看,我国电网运行过程中,断路器失灵保护依旧重要,因此在系统运行过程中,必须重视断路器失灵保护的设计和选型工作,在实际操作过程中,如果发生断路器失灵故障时,需对线路进行停电操作。而后,需要结合卡西姆港燃煤电站的实际情况,对可能出现的故障问题予以预防处理,如外部干扰、电流异常、接触误动等,并在原有的基础上设计科学有效的保护回路,确定设备和导线的材质、功能达标,进而提升失灵保护和防误动的实际成效,降低外部因素的负面影响[5]。另外,在规范设备选型时,需确保系统中的各项设备足以满足实际需求,尤其是光耦元件、绝缘系统等,以免因为型号不符或回路搭接错误而激发事故问题。

(二)加强巡检工作

在卡西姆港燃煤电站中,设备投入运行之前,必须对断路器进行检修,对于无法拆卸的部件,需要进行全面检查,避免设备在运行中出现问题。在设备检修完成之后,应对相关人员进行全面的培训,使其掌握操作规程、规范等,对于检修人员来说,应掌握相关的技术规范和标准,并严格按照流程进行操作。而后,对于设备的日常巡检工作应予以重视,使其能够及时发现并处理设备存在的问题,对于缺陷比较严重的设备应当及时停止运行。另外,在检修过程中,应加大对保护装置的检查力度,并根据实际情况采用相应的技术措施对其进行调整,确保工作人员的安全[6]

(三)排除确定故障原因

现阶段,综合各企业运行工艺分析,可知影响其断路器问题的因素众多,若想实现有效防治,减少误动的情况,便需要从源头处理,确定故障的根本原因。如2018年某500kv变电站项目,其周边气温约达到18摄氏度,相对湿度约为50%,且伴随有雷阵雨天气,在同一时间出其电路中有三个断路器同时跳闸,但与预期工作指令不同,随后母线启动断路器失灵保护机制,据此故障测距可达1.9千米,整条线路跨度近乎70千米,防治和处理难度较大,所以需要准确找出故障原因,并予以有效处理。对此,相关人员在工作过程中,需要了解故障常见的原因,并着重予以分析和检测,如依次检查短路保护、过载保护和接地系统等,判断其硬件结构是否存在隐患问题,而后了解其运行情况,结合断路器的机械和电气性能,综合评定故障原因,再针对性地予以排除。另外,需要确定故障的根本原因,若为零部件的失效则可以快速更换,若为操作失误则需要调整技术流程,避免影响电力系统的运行。

(四)改变错误观念

在卡西姆港燃煤电站中,要想提高变电设备的运行效率,就需要重视人才和技术的发展,在此基础上才能提高变电设备运行的安全性和时效性。对此,相关人员要积极转变以往的错误观念,逐渐掌握断路器失灵保护及防误动技术,即在断路器失灵保护及防误动技术应用过程中,要对相关工作人员进行专项培训,使其能够充分掌握相关技术,避免在实际应用中出现故障。同时,要对相关设备进行及时更新和改造,从而满足社会发展的需求,使职工认识到断路器失灵保护及防误动技术的重要性,从而使电力系统能够更好地发挥自身的作用。另外,需要创新设计原则,对于220v及以上的电路中,各个电厂需要针对实际需求,设置不同的断路器失灵保护机制,确保能够稳定应对,若电压等级达到330v后,百年需要考虑断路器拒动的问题,以免影响电网的实际运行。另外,部分情况下需要予以双重化配置,以免厂站的运行出现误差。

(五)加强人员管理

由于断路器失灵保护在我国应用时间较短,因此对其功能及作用了解不多,对其原理也不熟悉,这就要求运行人员对断路器失灵保护的工作原理、功能进行了解,熟悉各种元件的特性,能正确分析判断其运行情况,针对可能出现的问题予以处理,这便需要在日常工作中加强对运行人员的管理。对此,在卡西姆港燃煤电站中,可以定期组织职工认真学习断路器失灵保护的工作原理及功能,加大日常检查力度,特别是对操作机构进行全面检查。另外,对断路器失灵保护的动作行为要进行认真分析,查找出可能出现问题的原因,并逐渐建立长效化的工作机制,区分好责任主体。另外,需要构建稳定的管理机制,健全奖惩措施,激发工作人员的积极性,从而创新和应用断路器失灵保护和防误动体系,减少风险问题。

结束语:综上所述,断路器失灵保护在实际应用中具有较高价值,其能够减少安全风险的威胁。对此,在现场检修维护中,断路器失灵保护和防误动的方法有很多,如采用双重化配置、合理选型等,在实际应用中应根据现场实际情况选择最优方案。另外,断路器失灵保护的可靠性问题还需要进一步研究,目前国内采用的办法相对单一,所以需要重视技术创新和经验积累,找寻合适优化路径,进而充分发挥技术优势,确保企业产能稳定,未来发展更加高效。

参考文献

[1]童鑫,杨张伟,王雨濛,等.某断路器防跳回路隐患致母线跳闸事故原因分析[J]. 农村电气化,2022,(08):34-37.

[2]余多,陈立东,李新洪,等.断路器失灵保护调试及母线保护检验作业探讨[J].电工技术,2022,(05):111-112+115.

[3]严思齐,姜妍.220kV变电站失灵保护改造运维验收及投退浅析[J].电子世界,2021,(19):45-46.

[4]程雷. 断路器失灵保护和母线保护的运行情况及安全举措分析[J].电力设备管理,2021,(05):191-193.

[5]陈天英,李铁成,王献志,等.500kV断路器失灵保护误动作跳闸故障分析[J].河北电力技术,2021,40(02):49-51.

[6]杨博,吴易洋,王家驹.断路器闪络保护与变压器动稳定能力配合关系分析[J].热力发电,2021,50(03):172-175. 


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