高壓電網繼電保護及安全自動裝置的可靠性探討

熊春雷

摘 要：繼電保護裝置是對電網輸送電流進行監控，對電網的安全運行有著重要的作用，尤其是在高壓電網的運行中，需要繼電保護裝置保證動作的正確性、準確性、及時性，這樣才能有效的對高壓電網進行安全控制。

關鍵詞：高壓電網；繼電保護；安全自動裝置；可靠性

前言

在高壓電網運行的過程中，一旦繼電保護裝置發生故障的話，在工作中也會出現動作失誤、異常、延遲，甚至不能發生動作的現象，尤其是在電流過大的情況下，如果繼電保護裝置不能正確對電網進行有效判斷的話，或不能將電網判斷信號及時發送到值班人員的情況下，會造成線路、設備故障損壞導致相鄰地區供電的中斷。繼電保護是一項技術性極強的工作，尤其是對高壓電網故障的分析和處理的功能上，更具有非常大的作用。因此，應做好高壓電網繼電保護裝置故障的處理工作。文章主要對高壓電網繼電保護及安全自動裝置的可靠性進行探討。

1 高壓電網繼電保護存在的故障

高壓電網的分布極為普遍，為了避免或降低高壓電網的故障，通過繼電保護裝置來對高壓電網實施保護。然而，在高壓電網繼電保護運行的過程中，卻存在一定的故障，尤其是互感器的二次電壓回路是高壓電網繼電保護中一項非常薄弱的環節，PT二次回路的故障也經常發生，而且，該故障會導致繼電保護裝置出現保護拒動、誤動等現象。PT二次中性點出現接地異常的現象，造成這類故障的主要原因可能出現二次虛接或多點接地而造成的。電流互感器是高壓電網繼電保護系統運行的重要組成，高壓電網在運行的過程中，電流互感器能夠反映出電網中電流的波形，尤其是在高壓電網發生故障時，互感器不僅要將故障電流的大小真實的反映出來，同時還需要將電流的波形、相位以及電流的變化率反映出來，對電流互感器的工作要求極高[1]。然而，所使用的傳統電磁式電流互感器主要是通過鐵心耦合的方式來實現一、二次的電流變換，這也是依據著電磁感應原理來工作的。但是，由于磁芯擁有的磁飽和特征是一種非線形的組件，如果一次電流過大的話，非周期分量將會出現嚴重飽和的現象，這時的勵磁電流也會成倍增加，其中會含有大量的高次諧波分量以及非周期分量，在這種情況下就會造成二次電流出現失真的現象，直接影響了高壓電網繼電保護裝置的動作正確性[2]。

針對高壓電網繼電保護裝置故障來說，會造成多種電網問題，其中電源問題就是其一，例如，當電源的輸出功率不足時，會造成輸出電壓下降，而電壓一旦下降過大就會導致電路的基準值發生變化，引起充電時間變短問題，對高壓電網繼電保護裝置的邏輯配合產生嚴重的影響，甚至造成判斷失誤，從而造成繼電器的動作故障。除此之外還會產生其他的問題，如，絕緣問題、干擾問題等[3]。

2 高壓電網繼電保護以及安全自動裝置故障處理的措施

2.1 直觀處理

直觀法是高壓電網繼電保護裝置故障處理較為常用的一種方式，不會涉及到其他檢測儀器，僅是通過工作人員的視覺、嗅覺以及聽覺等器官來直接觀察設備的運行情況。因為在高壓電網出現故障時，有很多元器件、線路等都出現變色，甚至會產生火星，這都工作人員直接可以觀察到的；還有很多高壓電網故障在發生的時候或發生異聲，而工作人員通過對聲音的判斷大致就能夠縮小故障范圍，確定故障點，并對其進行處理；另外，還有一些高壓電網故障的發生會產生熱源，而線路以及設備在這種高溫的情況下，會產生焦味。通過這幾種故障現象的分析，就能夠直接確定故障點的具體位置，當然，這需要有著豐富經驗的工作人員才能將直觀處理方法進行良好的應用。

2.2 短接處理法

高壓電網繼電保護裝置是電網安全運行的重要后盾，如果高壓電網出現故障的話，并會及時采取有效的保護動作，一旦繼電保護裝置發生故障的話，就會造成繼電保護裝置動作不正常，甚至是發生停止不工作的現象。而對于這類故障必須要及時進行處理，避免事故擴大。短接處理法主要是人工利用導線通過短接的方式來判斷故障的范圍，并逐個部分進行，這樣可以將故障范圍縮小，再從確定后的范圍進行鎖定故障點，這樣可以有效地對高壓電網繼電保護的裝置進行處理和保護，有效地提高了高壓電網繼電保護以及全自動裝置運行的可靠性。例如，對繼電保護及自動重合閘裝置的繼電保護工作原理（如圖1所示）有了充分了解之后，一旦疑似該環節出現問題，可以采用短接法進行判斷。

圖1 繼電保護及自動重合閘裝置的繼電保護原理圖

2.3 參照處理法

參照處理法主要是根據設備運行的技術參數的對照的一種方法，如果高壓電網繼電保護裝置出現故障的話，那么，它在運行的過程中，技術參數肯定也會受到影響，與正常運行技術參數會產生一定的差別，根據這一特征，可以對正常的設備與非正常的設備運行技術參數進行對照，從參數發現差異之處，并找到相應的故障點。該方法主要應用在高壓電網繼電保護裝置接線錯誤、定期校驗中，而且，有很多潛在的故障用其他方法是很難斷定原因的，而通過運行技術參數的對比，能夠有效的分析出故障的原因。另外，如果在對回路改造、設備更換等之后二次接線進行參照的話，對接線不正常能夠有效的分析出來。

2.4 逐項拆除處理法

該方法主要對并聯的二次回路線路進行有順序的脫開，然后再將脫開的線路依次的回放，如果正常的話說明該線路沒有發生故障，如果回放哪天線路出現故障的話，說明電網設備的故障點就是在該線路上。該方法的使用特征主要應用在直流接地以及交流電源熔絲等故障的檢查和處理。在直流接地故障的檢查處理中，需要先根據電路負荷的重要性分別對直流屏進行短時間的拉開，一般情況下保證個個直流符合回路的切斷時間控制在3秒以內，切斷線路之后故障依然存在的話，說明故障不在這條線路上，相反，如果切斷哪天線路故障消失的話，說明故障點在該線路回路之上，再結合拉路法的確定故障的所在支路上，在斷電源端端子進行拆開查找故障點，將故障排除，這樣才能保證高壓電網繼電保護以及安全自動裝置運行的可靠性。另外，對于二次熔絲熔斷故障來說，主要從電壓互感器的二次端相將引出的端子分離，這樣才能有效的將故障排除。

3 結束語

綜上所述，高壓電網繼電保護裝置對電網運行的安全性、可靠性以及穩定性有著極大的影響，一旦發生故障的話勢必會造成嚴重的故障，對于高壓電網繼電保護裝置必須要重視起來。通過文章對高壓電網繼電保護及安全自動裝置可靠性的探討，主要對繼電保護裝置故障的特征進行分析，并提出了幾種有效的檢查處理方法，能夠有效的處理電網繼電器保護裝置中的故障，從而保證高壓電網繼電保護裝置運行的可靠性。

參考文獻

[1]葉志清.地區電網繼電保護安全自動裝置研究[J].電力科學與工程，2011（4）.

[2]趙建國.論高壓輸電線路繼電保護與自動重合閘裝置與配置[J].科技情報開發與經濟，2009（20）.

[3]李洋洋.繼電保護及安全自動裝置質量檢驗報告[J].中國電力，2012（4）.