電力系統繼電保護的組成及故障分析

賀春寧

摘 要：現代社會的發展，電力的作用也越來越大，電力已經深入到社會和生活的各個方面，電力支撐著社會生活和生產，電力系統的正常運轉直接關系著社會的穩定與和諧。文章通過對電力系統繼電保護作用、組成的論述，全面提出相關保護措施，對繼電保護工作具有十分重要的意義。

關鍵詞：繼電保護；組成；故障；措施

電力在現代社會生活中的作用非常重要，加強對電力的維護也就顯得格外關鍵。繼電保護能夠對電力維護起重要作用，也是保證電力系統正常工作的主要環節。可以說，繼電設施是否正常、技術運用是否高端、對電力系統發展有著深遠的影響。

1 繼電保護基本概念

可靠性工程是保證元件失效數據統計和處理，對系統定量評定、運行、維護的協調，能夠在各方面保持經濟性。可靠性主要指的是，一種元件、一個設備或一組系統在規定時間、規定條件下，能夠快速反應并順利完成應該完成的規定功能，并能發揮其自身作用。繼電保護裝置的可靠性，主要是指在該裝置規定標準范圍內，在應該動作的時候，不能拒絕執行動作，在不應該動作時，能夠保持原始狀態，不出現誤動作。繼電保護裝置在運行中，出現的拒動和誤動，都嚴重影響了電力系統正常工作。不能隨意提高不拒動和提高不誤動，對二者可靠性是相互抵觸的，會發生工作中的矛盾。電力系統有其特殊的結構和負荷，根據性質的不同，如果產生拒動和誤動問題，則產生的危害是不一樣的。如果系統輸電線路較多，又有充足的旋轉備用容量，各個系統間、電源與負荷間聯系很緊密的時候，繼電保護裝置出現誤動作，就會造成發電機變壓器和輸電線路切除，這種操作給電力系統運行的影響不大；如果發電機變壓器或輸電線路出現了故障時，繼電保護裝置出現了拒動作，就會導致設備損壞或系統崩潰，形成不可估量的巨大損失。由上所述，我們看到，提高繼電保護裝置不拒動可靠性，要比提高不誤動可靠性更重要。當任何一個裝置產生拒動，后備保護就會發揮作用，繼而切除故障，這樣的情況，就顯得提高繼電保護裝置不誤動可靠性要比提高不拒動可靠性重要了，根據不同的情況，對二者進行合理設置，才能提升供電效果，保護供電系統。

2 電力系統繼電保護組成、要求及作用

2.1 繼電保護的組成

繼電保護是由許多部分組成的，通常輸入部分、測量部分、邏輯判斷部分和輸出執行部分構成了繼電保護。通過采取隔離、電平轉換、低通濾波等方式，對現場信號輸入部分進行前置，對物理量進行有效檢查。通過保護設置，把大量的測量信號轉換成數據邏輯信號，工作原理是，根據測量部分不同的輸出量，產生大小、性質、邏輯狀態、輸出順序等相關信息，以邏輯關系組合運算為基礎，形成最后確定的執行動作，最終通過輸出執行部分完成整體運營任務。

2.2 繼電保護基本要求

繼電保護按標準規范有著最基本的要求，一定要在操作中滿足選擇性、速動性、靈敏性和可靠性的工作要求。選擇性指當一個保護裝置工作時，能夠自動進行控制，把發生故障的元器件與電力系統分離，而系統其他無故障部分仍然能夠運行，選擇性能夠有效保證停電區域大小，減少大面積停電情況發生；速動性是指保護裝置在發現問題后，能夠快速切除短路的故障，進一步穩定系統運行，從根本上保護故障設備和線路，使故障影響范圍減少，使自動重合閘和備用設備主動工作運行，效果明顯。靈敏性是指在保護范圍內，對故障或不正常運行狀態的反應，能夠及時發現問題，并得到有效改善。可靠性是指繼電保護裝置在保護范圍內，發生動作的時候，能夠保證安全可靠。

2.3 繼電保護作用

電力系統不間斷的運行，通常會出現故障，那么就需要繼電保護發揮作用。繼電保護裝置是電力系統的監控裝置，能夠及時測量系統電流電壓，不間斷反映系統設備運行情況。如果發現元件故障，繼電保護裝置就能快速的自動、有選擇性地把故障元件從電力系統中切除，使無故障部分仍然能夠作業，有效的保護設備元件不損壞，從根本上控制停電范圍，減少停電的影響；被保護元件有異常，繼電保護裝置根據維護設定的基本條件，自動評定損壞程度，通過延時發出報警信號，能夠有效的減少負荷或跳閘指令。

3 繼電保護常見故障分析

3.1 開關保護設備選擇不當

開關站一定要實現繼電保護自動化，才能有效避免故障發生幾率。現在多數配電都是高負荷的，開關站一般均建立在密集地區，就使開關保護設備選擇越來越重要，通常的供電輸電模式是變電所-開關站-配電變壓器。如果是開關站內沒有實現繼電保護自動化，就需要采用負荷開關或組合繼電器，以此加強對設備系統的開關保護。

3.2 電流互感飽和故障。

不斷增容的配電系統設備終端負荷，極容易出現突然中斷或短路，一旦發生短路，其電流沖擊力相當大，會造成啟設備損壞。短路的情況也有不同的區域，不同區域的短路會形成不同的故障問題，如果系統在靠近終端設備區位置發生短路，電流量就極會在短期內達到電流互感器單次額定電流量的100倍；一般的短路情況，越大的電流互感器，誤差現象主要是根據短路電流倍數不斷增大，電流速斷保護靈敏度不高，就會產生阻止動作，保護設備安全。線路發生短路的，電流互感器電流呈現飽和狀態，二次電流小的時候，極容易出現保護裝置不能快速反應進入工作狀態。出口線過流保護如果拒絕動作，就會全面導致配電所進口線不能正常動作，整個配電系統會發生斷網斷電的情況。

4 繼電保護故障的處理方法和措施

4.1 常見的繼電保護故障處理方法

4.1.1 參照法

一般在檢查接線錯誤、定值與預想值差異大的時候使用這種方法，一定要了解平時設備正常工作時的各類參數情況，與非正常設備運行產生的參數，進行技術性對比分析，查找故障點位置，進一步確認故障情況，及時做出改進與修復。一般的情況下，這種情況會出現在設備改造和設備更換后的接線，可以參照同類設備接線方式，保證二次接線快速完成，并能進入工作狀態。如果需要對繼電器定值進行校驗，發現兩個繼電器測試值不同，就需要通過以往參數值進行對比，及時評定結果，拿出解決辦法，合理的調整好繼電器上的刻度值，使其保持正常數值，達到工作標準要求。

4.1.2 替換法

如果通過各種方法，無法查明原因的，就需要更換一個新有元件，以此換掉有故障的元件，使其能夠快速進行工作。這樣的方法是最簡便最省時間的，但往往會造成不必要的浪費。

4.1.3 短接法

這種方法主要是電磁鎖失靈、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完好時使用。操作過程是，選擇好回路其中一段或一部分，使用短線進行短接，縮小查找范圍，進一步判斷故障是不是在短接線的區域，通過排除的方法，查找分析故障原因。

4.2 確保電力系統繼電保護正常運行措施

明確各崗位人員具體的工作目標，通過合理人員配置，保證電力正常運行；加強設備臺賬、運行維護、事故分析、定期校驗、缺陷處理等檔案管理；不斷完善各類規章制度，以制度約束完善流程操作。

5 結束語

電力系統不斷變化，特別是計算機和通信技術快速應用，極大的提高了繼電保護技術能力，繼電保護也必將與現代計算機、網絡有機結合，形成一體化的運行發展，在今后的工作中，還要不斷學習和總結，提升繼電保護技術應用，以新技術引領行業進步，為我國電力技術的進步做出貢獻。

參考文獻

[1]葛耀中.新型繼電保護與故障測距原理與技術[M].西安：西安交通大學出版社，1996.

[2]葛耀中.自適應繼電保護及其前景展望[J].電力系統自動化，1997，21（9）：42-46.