淺析電網繼電保護故障及處理方法

丁 祥

（重慶水利電力職業技術學院，重慶 402160）

隨著經濟社會發展的需要，大規模的電網的組網融合必然成為一種趨勢。高壓大容量電網為區域能源的合理化應用配置，為整個電網穩定性、可靠性帶來新的機遇和挑戰。 理論上講電網系統越大其供電可靠性受單一變化的影響就越小， 因此其可靠性也就越高。 而實際中，一旦電網出現崩潰其影響很大，而這其中繼電保護是電網安全的屏障， 但往往也是電網事故擴大的根源。 因此做好繼電保護工作對于保障電網安全穩定運行至關重要。

1 電網繼電保護的基本要求和作用

電力系統繼電保護必須滿足以下四個性質：安全性、選擇性、靈敏性、速動性。 具體來講，其一，安全性，即當電網的一部分發生故障時繼電保護裝置能及時發揮作用，將故障隔離。 其二，選擇性，即當電網運行時能將且僅將故障部分隔離，以減小故障影響程度。 其三，靈敏性，當電網出現故障，裝置能迅速進行診斷并采取隔離措施；其四，速動性，即電網出現故障時能第一時間切除故障，防止其對其余部分產生負面影響。繼電保護上述四大特性，實質上就是當電網出現故障時裝置能及時發出報警信號，并將故障部位迅速隔離，以減少對其余正常部分的影響。

微機繼電保護具有以下幾個方面的作用：（1）微機繼電保護能實時監控電網的運行狀態。 正常運行時，保護裝置處于監視狀態，而一旦電網出現故障，能及時發出報警，提醒維修人員采取處理措施，或者自身采用相應的處理措施。 （2）監測系統運行參數，為系統的科學合理調度提供依據。 繼電保護裝置不但能及時對故障發出報警信號， 而且能實時監測電網中各母段的電壓和電流，從而為運行人員進行電力系統調度提供依據。 （3）保證電網安全運行。 當在電網運行的過程中某部分出現故障時，相應位置的繼電保護能夠及時地將該部分進行隔離， 從而使得電流不再從故障部位經過， 從而能夠降低故障部位對電網整體的影響，保證電網非故障部位的順利運行。

2 電網繼電保護故障的類型

2.1 接線錯誤

接線錯誤導致保護誤動和拒動。

2.2 定值的問題

定值方面的問題主要體現在整定計算、設備校驗、裝置精度三個方面。 （1）定值整定計算錯誤。 由于電力系統的器件的參數的標稱值與實際值有出入， 因此在定值整定計算中難免出現用標稱值算出的定值不準確的情況。 （2）設備整定校驗出現錯誤。 繼電保護裝置應定期進行校驗， 如果未校驗可能會出現問題。 除此之外如果校驗過程中校驗人員馬虎大意，看錯位置、數據，未按標準對保護裝置復原，往往容易導致保護裝置誤動和拒動。（3）保護裝置精度不夠，微機繼電保護裝置都是電子器件，在運行時受環境影響較大。加上裝置本身存在零漂和誤差，如果選用不當或者使用不當往往引起裝置本身出現問題， 導致保護出現誤動和拒動。

2.3 回路絕緣的損壞

（1）在二次回路中不易檢查的接地點，比如光字牌的燈座接地比較常見，但此處的接地點不容易被發現。 （2）回路中出現接地易引起開關跳閘。 （3）絕緣擊穿造成的跳閘。

2.4 裝置元器件的損壞

（1）三極管漏電流過大導致誤發信號。 （2）擊穿三極管導致保護出口動作。

2.5 抗干擾性能差

在電力系統運行中，普遍存在沖擊負荷干擾、操作干擾、直流回路接地干擾、變壓器勵磁涌流干擾、系統和設備故障干擾等干擾，必須采取抗干擾措施解決這些問題。

2.6 電流互感器、電壓互感器及二次回路的問題

（1）電流互感器TA 二次的問題：1）電流互感器TA 二次開路造成保護裝置死機；2）電流互感器TA 端子松動，使得母差保護不平衡電流超標。

（2）電壓互感器TV 二次的問題：1）電壓互感器TV 二次開路故障；2）電壓互感器TV 二次短路故障。

2.7 誤碰與誤操作的問題

（1）繼電保護裝置帶電熱插拔，往往容易導致保護裝置邏輯混亂，使保護裝置出口誤動作。 （2）帶電處理事故往往會導致電源插件燒壞， 工作人員往往為了圖省事而在電源插件板帶電情況下拔出插件， 往往因為拔出過程中產生的火花而使電源插件燒壞。

2.8 工作電源的問題

（1）工作電源引起保護裝置誤動：1）當逆變穩壓電源的波紋系數過高時，往往會導致裝置產生錯誤邏輯，從而導致保護裝置誤動，因此穩壓電源的紋波系數要控制在一定范圍內。2）工作電源的輸出功率不足。 若工作電源的功率不足，將導致輸出電壓下降，當電壓下降到一定程度時，將導致電路基準值、電路充電時間等發生變化，邏輯配合和判斷出現問題，嚴重時導致保護裝置拒動。 3）穩壓性能差。 電壓過低或過高都會影響保護性能。

（2）直流電源充電設備的濾波性能，往往決定了供電電源的穩定性。 若濾波性能不足，則往往會引起紋波系數超標。

（3）在以UPS 供電的電源中應首先考慮UPS 電源的容量和帶負荷能力，以及相應的電池備用容量等。

（4）熔斷器配置問題。 熔斷器配置應遵循從負荷到電源一級比一級熔斷電流大的原則以保證回路上過載或短路時熔絲的選擇性。 若不按此原則配置則往往會造成熔斷器越級熔斷。

3 電網繼電保護故障處理方法及應用

3.1 實際中若繼電保護裝置出現故障應及時處理，并遵循以下原則：

（1）沉著冷靜，不急不慌。 當保護裝置出現問題時，應沉著應對，做到不急不慌。繼電保護問題是關系到電網穩定運行的大問題，因此在處理問題時應首先掌握第一手資料，詳細分析后再做處理，切不可手忙腳亂。 在整個電網電氣設備運行的過程中，整套繼電保護的連接片都要根據電網運行方式的變化而采取相應的投、退處理。

（2）微機繼保裝置能實時監測電網運行狀況，當出現故障時應首先觀察后臺系統對電網的監視運行情況， 進而快速判斷出大致的故障線路和保護動作情況。 同時10kv 以上系統往往配置有故障錄波裝置， 故障發生后可以通過調取故障后的波形來找到和分析故障原因。

3.2 工作現場中常用的繼電保護故障處理方法：

（1）電位測量法。 電位測量法主要針對帶電檢查故障，這種方法也是目前處理控制回路故障時最常用的方法之一。 首先我們應找到控制回路的二次原理圖，根據控制回路原理圖，從正極逐點量取電壓，或者從負極逐點量取各點電壓，進而判斷出回路在哪個點電壓變化出現問題，最終找到故障點。

（2）分段查找法。 分段查找法是針對復雜網絡和多個系統交織在一起的線路的故障查找方法， 主要是對主回路分段進行絕緣測量。 一般情況下不同電壓等級的絕緣電阻值有一定要求，通過分段搖測每一段絕緣情況， 即可以判斷每一段線路是否符合要求。 如果二次回路出現短路故障且電壓母線的分支回路較多，則往往采取從二次短路相中將端子逐相分離，直至故障消除為止。 然后再對其進行逐級恢復，直到故障出現，再對每個支路進行逐級檢查。

（3）開路短路法。 開路短路法是指通過將控制回路中某一部分或一段進行短接或斷開， 進而觀察控制回路是否正常的方法。 開路短路法主要用于斷路器的分斷控制回路及相關電氣閉鎖回路的判斷。 若觸點該閉合未閉合應用短接法處理，反之則用開路法進行判斷。

（4）逐項排除法。 逐項排除法主要適用于多個回路并聯的情況。 該方法往往采用先總后分，從上到下逐級排查的方式。 當系統出現故障時，應先隔離大的回路，進而找到是哪個大分支回路出現問題。 然后再對大分支回路中的若個小的分支采用同樣的方法。 為對每個回路進行雙重驗證，應用逐項替換法時，要注意將并聯在一起的回路逐項分開后再逐項放回， 以便進一步驗證自己的判斷是否正確無誤。

4 結語

電網故障種類繁多， 對各種故障的處理方法也不盡相同。繼電保護人員要想達到快速準確地找到故障并進行處理的水平，就需要不斷積累經驗，認真學習。在分析故障時，我們應盡量利用手頭的工具和資源，快速了解事故現象，只有這樣才能準確快速地做出判斷，才能減少可能出現的停電時間。可以說繼電保護的日常維護對電網的可靠運行起著至關重要的決定性作用，因此作為繼電保護人員除了要加強日常的巡檢維護外， 還應該積極學習以提高自身的水平。

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