繼電保護的作用及故障處理方法的探討

摘要：現代電力系統主要由發電機、變壓器、用電設備、母線及輸配線路等組成，在其運行過程中可能受到各種主客觀因素的影響，而發生不正常運行現象或故障，而安裝繼電保護裝置則可以有效預防運行及安全事故的發生，從電力系統中選擇、速動、靈敏以及可靠地排除故障元件，從而形成保證電力系統安全運行的屏障。

關鍵詞：繼電保護；作用及故障；處理方法

引言

近幾十年來，繼電保護技術發展迅速，與其他電力系統自動化設備比較其發展的速度來看，從80年代的電磁繼電器、感應繼電器的保護到現在的微機型保護，保護裝置的性能與可靠性在不斷提高。各類保護裝置正確的動作率能達到95%以上，220kV以上的更能達到99%以上，繼電保護技術的發展保證了國民經濟和人民生活安全、優質和經濟供電。

1.電力系統繼電保護的作用

在電力系統被保護元件發生故障的時候，繼電保護裝置能自動、有選擇性地將發生故障元件從電力系統中切除掉來保證無故障部分恢復正常運行狀態，避免故障元件繼續遭到損害，以減少停電的范圍；如果被保護元件出現異常運行狀態時，繼電保護裝置能及時反應，根據維護條件，發出信號、減少負荷或跳閘動作指令。此時，一般不要求保護迅速動作，而是根據對電力系統及其元件危害程度規定一定的延時，以避免不必要的動作。同時，繼電保護裝置也是電力系統的監控裝置，可以及時測量系統電流電壓，從而反映系統設備運行狀態。

繼電保護的基本要求應當滿足選擇性、速動性、靈敏性和可靠性的要求。選擇性指保護裝置動作時，僅將故障器件從電力系統中單獨切除，使停電的范圍盡量地縮小，保證系統中無故障的部分正常運行；速動性是指保護裝置應盡快切除短路故障，它的目的就是提高系統的穩定性，從而減輕故障設備和線路的損壞程度，縮小受故障所影響范圍，提高自動重合閘和備用設備自動投入的效果；靈敏性是指對于保護的范圍內，發生故障或不正常運行狀態的反應能力；可靠性是指繼電保護裝置在保護范圍內發生動作時的可靠程度。

2.繼電保護常見的故障分析

2.1電流互感器飽和故障。電流互感器的飽和對電力系統繼電保護的影響是非常之大的。隨著配電系統設備終端負荷的不斷增容，如果發生短路，則短路電流會很大。如果是系統在靠近終端設備區的位置發生短路時，電流可能會達到或者接近電流互感器單次額定電流的100倍以上。在常態短路情況下，電流互感器誤差是隨著一次短路電流倍數增大而增大，當電流速斷保護使靈敏度降低時就可能停止動作。在線路短路時，由于電流互感器的電流出現了飽和，而再次感應的二次電流小或者接近于零，也會導致定時限過流保護裝置無法動作。當在配電系統的出口線過流保護拒絕動作時而導致配電所進口線保護動作了，則會使整個配電系統出現斷電的狀況。

2.2開關保護設備的選擇不當。開關保護設備的選擇是非常重要的一項工作，現在的多數配電都在高負荷密集的地區建立起開關站，也就是采用變電所―開關站―配電變壓器的供電模式。在未實現繼電保護自動化的開關站內，我們應當更多地采用負荷開關或與其組合的繼電器設備系統作為開關保護的設備。

3.繼電保護故障處理方法

3.1替換法

用好的或認為正常的相同元件代替懷疑的或認為有故障的元件，來判斷它的好壞，可快速地縮小查找故障范圍。這是處理綜合自動化保護裝置內部故障最常用方法。當一些微機保護故障，或一些內部回路復雜的單元繼電器，可用附近備用或暫時處于檢修的插件、繼電器取代它。如故障消失，說明故障在換下來的元件內，否則還得繼續在其他地方查故障。

3.2參照法

通過正常與非正常設備的技術參數對照，從不同處找出不正常設備的故障點。此法主要用于查找接線錯誤，定值校驗過程中發現測試值與預想值有較大出入又無法斷定原因之類的故障。在進行回路改造和設備更換后二次接線不能正確恢復時，可參照同類設備接線。在繼電器定值校驗時，如發現某一只繼電器測試值與其整定值相差甚遠，此時不可輕易判斷此繼電器特性不好，或馬上去調整繼電器上的刻度值，可用同只表計去測量其他相同回路的同類繼電器進行比較。

3.3短接法

將回路某一段或一部分用短接線接入為短接，來判斷故障是存在短接線范圍內，還是其他地方，以此來縮小故障范圍。此法主要用于電磁鎖失靈、電流回路開路、切換繼電器不動作、判斷控制等轉換開關的接點是否好。

3.4直觀法

處理一些無法用儀器逐點測試，或某一插件故障一時無備品更換，而又想將故障排除的情況。10kV開關拒分或拒合故障處理。在操作命令下發后，觀察到合閘接觸器或跳閘線圈能動作，說明電氣回路正常，故障存在機構內部。到現場如直接觀察到繼電器內部明顯發黃，或哪個元器件發出濃烈的焦味等便可快速確認故障所在，更換損壞的元件即可。

3.5逐項拆除法

將并聯在一起的二次回路順序脫開，然后再依次放回，一旦故障出現，就表明故障存在哪路。再在這一路內用同樣方法查找更小的分支路，直至找到故障點。此法主要用于查直流接地，交流電源熔絲放不上等故障。如直流接地故障。先通過拉路法，根據負荷的重要性，分別短時拉開直流屏所供直流負荷各回路，切斷時間不得超過3秒，當切除某一回路故障消失，則說明故障就在該回路之內，再進一步運用拉路法，確定故障所在支路。再將接地支路的電源端端子分別拆開，直至查到故障點。如電壓互感器二次熔絲熔斷，回路存在短路故障，或二次交流電壓互串等，可從電壓互感器二次短路相的總引出處將端子分離，此時故障消除。然后逐個恢復，直至故障出現，再分支路依次排查。如整套裝置的保護熔絲熔斷或電源空氣開關合不上，則可通過各塊插件的拔插排查，并結合觀察熔絲熔斷情況變化來縮小故障范圍。

4.結束語

繼電保護是電力系統安全正常運行的重要保障，隨著技術的不斷進步，繼電保護技術日益呈現出向微機化，網絡化，智能化，保護、控制、測量和數據通信一體化發展的趨勢。隨著智能電網建設不斷深入，數字化變電站的投產，我相信高集成模塊化的繼電保護裝置將得到更廣泛的應用將是必然趨勢，這就必須要求繼電保護工作者熟練掌握一些微機保護常見的故障和排查處理方法。

參考文獻：

[1]王光一.芻議繼電保護的性能及其檢修措施[J].科技與生活，2012年.

[2]賽猛.淺究繼電保護中的常見問題與解決措施[J].科技創新與應用，2012年.

[3]賀家李，李永麗，董新洲，李斌.電力系統繼電保護原理.中國電力出版社，2010年.