發(fā)電機(jī)組作為關(guān)鍵電源設(shè)備,其安全、穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。電氣保護(hù)系統(tǒng)是發(fā)電機(jī)組安全的核心防線,其職責(zé)是在發(fā)生過流、過壓、接地等故障時迅速動作,隔離故障,保護(hù)發(fā)電機(jī)組本體和負(fù)載設(shè)備。然而,保護(hù)系統(tǒng)的“誤動作”(即不該動作時動作)會導(dǎo)致非計(jì)劃性停機(jī),嚴(yán)重影響生產(chǎn)供電的連續(xù)性,甚至造成經(jīng)濟(jì)損失。因此,準(zhǔn)確分析誤動作原因并執(zhí)行規(guī)范的調(diào)整校準(zhǔn)流程,是運(yùn)維工作的重中之重。
誤動作的根本原因可歸結(jié)為“保護(hù)系統(tǒng)檢測到了并不存在的故障信號,或?qū)φ鎸?shí)信號的判斷出現(xiàn)了錯誤”。具體可分為以下幾類:
1. 保護(hù)裝置自身問題
裝置故障或老化: 保護(hù)繼電器(無論是電磁式、靜態(tài)式還是微機(jī)型)內(nèi)部的電子元件老化、損壞、軟件存在bug等,可能導(dǎo)致邏輯運(yùn)算錯誤,輸出誤跳閘信號。
設(shè)定值漂移: 隨著時間的推移,模擬電路元件的參數(shù)可能因溫度、濕度影響而發(fā)生漂移,導(dǎo)致實(shí)際的動作值偏離最初的整定值。
精度不足: 低質(zhì)量的保護(hù)裝置測量精度低,抗干擾能力差,容易在系統(tǒng)擾動時產(chǎn)生誤判。
2. 二次回路問題(主要高發(fā)區(qū))
電流/電壓互感器(CT/PT)故障: CT開路、PT短路、互感器絕緣下降、勵磁特性不佳(飽和)等,會向保護(hù)裝置傳送畸變或錯誤的電流、電壓信號,是導(dǎo)致誤動的常見原因。CT飽和 尤其常見,當(dāng)一次側(cè)流過較大暫態(tài)電流(如電機(jī)啟動)時,飽和的CT二次輸出嚴(yán)重失真,可能導(dǎo)致過流保護(hù)誤動。
接線錯誤或松動: 端子排接線松動、接觸電阻過大、極性接反、錯接(如將A相電流接至B相回路)等,都會使保護(hù)裝置采集到錯誤信息。
絕緣下降與接地: 二次電纜絕緣老化、破損,導(dǎo)致對地絕緣電阻下降或出現(xiàn)接地 point,可能引入干擾信號或改變回路參數(shù)。
寄生回路: 在復(fù)雜的二次接線中,可能意外形成非設(shè)計(jì)的導(dǎo)電通路,引發(fā)不可預(yù)料的動作。
3. 定值整定問題
整定計(jì)算錯誤: 保護(hù)定值(如過流值、時間延時)計(jì)算時,未能充分考慮機(jī)組特性、負(fù)載特性和系統(tǒng)運(yùn)行方式,定值過于“靈敏”,缺乏必要的延時以躲過正常的暫態(tài)過程(如涌流、自啟動電流)。
配合不當(dāng): 發(fā)電機(jī)保護(hù)與上級(電網(wǎng))或下級(廠用/負(fù)載)保護(hù)的選擇性配合不當(dāng),可能導(dǎo)致越級跳閘或反向功率等保護(hù)誤動。
4. 干擾問題
電磁干擾(EMI): 發(fā)電機(jī)組運(yùn)行環(huán)境惡劣,存在強(qiáng)大的電磁場。如果二次控制電纜屏蔽不良或接地不當(dāng),極易引入干擾信號,誤導(dǎo)微機(jī)型保護(hù)裝置。
電源干擾: 保護(hù)裝置的工作電源質(zhì)量差(如紋波大、電壓波動),可能引起裝置工作異常。
5. 人為因素
誤操作: 運(yùn)維人員在測試、檢修后未恢復(fù)安全措施(如短接線未拆除)、誤碰端子、錯誤設(shè)置定值等。
維護(hù)不到位: 未定期對保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn)和校準(zhǔn),未能及時發(fā)現(xiàn)潛在缺陷。
當(dāng)發(fā)生誤動作或進(jìn)行定期檢修時,應(yīng)執(zhí)行以下標(biāo)準(zhǔn)化流程。安全是第一原則,必須嚴(yán)格執(zhí)行工作票和操作票制度。
第一步:安全準(zhǔn)備與停電隔離
獲取工作許可,辦理工作票。
將發(fā)電機(jī)組安全停機(jī),并切斷其與電網(wǎng)和負(fù)載的所有連接。
驗(yàn)明無電壓后,在相關(guān)斷路器、隔離開關(guān)操作手柄上懸掛“禁止合閘,有人工作”警示牌。
斷開保護(hù)裝置的跳閘出口壓板,防止校驗(yàn)過程中誤跳其他運(yùn)行設(shè)備。
對CT二次回路進(jìn)行可靠短接(特別注意:CT二次側(cè)絕對不允許開路!)。
第二步:信息收集與外觀檢查
記錄信息: 詳細(xì)記錄誤動作時間、保護(hù)裝置顯示的動作類型(如51-I)、動作值、燈光信號、SOE事件記錄。
外觀檢查:
檢查保護(hù)裝置有無異味、灼燒痕跡、元件鼓包等明顯損壞。
檢查所有二次接線端子有無松動、發(fā)熱、氧化現(xiàn)象。
檢查CT、PT本體及接線盒有無異常。
第三步:回路檢查與絕緣測試
接線校對: 對照圖紙,檢查所有電流、電壓、信號、電源回路的接線是否正確、牢固。
絕緣電阻測試: 使用兆歐表(500V檔)分別測量電流回路、電壓回路、直流控制回路對地以及各回路之間的絕緣電阻,應(yīng)大于1MΩ(具體標(biāo)準(zhǔn)參考廠家要求)。
第四步:保護(hù)裝置本體測試與校準(zhǔn)
此步驟需使用繼電保護(hù)測試儀(微機(jī)校驗(yàn)儀)。
基本精度測試:
采樣精度檢驗(yàn): 從測試儀給保護(hù)裝置加入標(biāo)準(zhǔn)的電流、電壓信號,檢查裝置顯示屏的采樣值是否與測試儀輸出值一致。
開入量檢查: 檢查所有開關(guān)量輸入節(jié)點(diǎn)(如壓板、斷路器位置信號)是否正確動作和顯示。
特性校驗(yàn)與定值校準(zhǔn):
施加0.95倍定值電流,保護(hù)應(yīng)不動作(可靠不動作)。
施加1.05倍定值電流,保護(hù)應(yīng)在整定延時后可靠動作。
測試其反時限特性曲線是否符合標(biāo)準(zhǔn)。
根據(jù)保護(hù)定值單,對各項(xiàng)保護(hù)功能逐一進(jìn)行測試。
例如 - 過流保護(hù)(51)校驗(yàn):
例如 - 電壓保護(hù)(27/59)校驗(yàn): 同樣方法檢驗(yàn)低電壓和過電壓保護(hù)。
如果測試結(jié)果超出誤差范圍(如微機(jī)保護(hù)一般為±5%),則需進(jìn)入裝置菜單,根據(jù)廠家提供的程序?qū)ο鄳?yīng)的通道系數(shù)或定值進(jìn)行軟件校準(zhǔn)。對于老式繼電器,可能需要調(diào)整機(jī)械部件或電位器。
第五步:CT/PT特性測試
此步驟較為專業(yè),必要時需外委專業(yè)機(jī)構(gòu)。
變比與極性檢驗(yàn): 使用CT/PT測試儀,在一次側(cè)加電流/電壓,測量二次側(cè)輸出,驗(yàn)證變比和極性是否正確。
伏安特性與10%誤差曲線測試(針對CT): 確認(rèn)CT在實(shí)際短路電流下能否滿足保護(hù)裝置的精度要求,避免飽和。
第六步:帶負(fù)荷試驗(yàn)
這是驗(yàn)證整個回路極性和正確性的最終且關(guān)鍵的一步。
恢復(fù)所有接線,拆除臨時短接線,投入出口壓板。
啟動發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)帶一定負(fù)載運(yùn)行。
使用鉗形相位表測量保護(hù)屏端子排處的三相電流、電壓的幅值和相位。
核對各相電流電壓值是否平衡、相位關(guān)系是否正確(如A相電流滯后A相電壓一個功率因數(shù)角),并與保護(hù)裝置顯示、電能表顯示進(jìn)行交叉比對。此步驟可有效發(fā)現(xiàn)CT極性接反等隱蔽錯誤。
第七步:報(bào)告與記錄
所有測試完成后,恢復(fù)系統(tǒng)至正常運(yùn)行狀態(tài)。
詳細(xì)填寫校驗(yàn)報(bào)告,包括測試數(shù)據(jù)、調(diào)整前后的定值、結(jié)論等。
更新保護(hù)定值單和設(shè)備檔案。
預(yù)防和解決發(fā)電機(jī)組保護(hù)誤動作是一個系統(tǒng)性的工程。它要求運(yùn)維人員不僅需要扎實(shí)的理論知識,更需秉持嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的作風(fēng)。建立并嚴(yán)格執(zhí)行定期檢驗(yàn)制度,從源頭確保設(shè)備質(zhì)量、設(shè)計(jì)可靠的二次回路、進(jìn)行正確的定值計(jì)算和整定,是減少誤動作的基礎(chǔ)。一旦發(fā)生問題,通過科學(xué)的流程逐步排查,從外部到內(nèi)部,從回路到裝置,才能快速定位根本原因,并通過規(guī)范的校準(zhǔn)手段解決問題,最終保障發(fā)電機(jī)組的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。