供電系統中繼電保護問題分析

劉　洋,劉愛兵,楊　雷,楊振玲

（1.國網冀北電力有限公司經濟技術研究院,北京 100038;2.國網泰安供電公司, 山東 泰安 271000 ; 3.國網肥城市供電公司,山東 肥城 271600）

供電系統中繼電保護問題分析

劉洋1,劉愛兵2,楊雷2,楊振玲3

（1.國網冀北電力有限公司經濟技術研究院,北京 100038;2.國網泰安供電公司, 山東 泰安 271000 ; 3.國網肥城市供電公司,山東 肥城 271600）

隨著社會科學技術水平的不斷進步，人們的生活已經與電力形成了密切聯系。本文對供電系統中的繼電保護問題進行研究分析，其意義在于可以更好的維護供電系統的安全、穩定運行，使得人們的日常生活的用電需求得到保障。文章從繼電保護的意義出發，對繼電保護系統的內涵與目的進行論述，并以此為基礎對繼電保護中常見的問題，以及繼電保護故障的檢測與維修技術展開詳細分析。希望可以對同行業工作人員起到一定的借鑒意義。

繼電保護；供電系統；維修檢測

0　引言

電力繼電保護裝置可以對電力系統起到良好的電力保障，所以對電力繼電保護裝置的日常維護以及故障檢測就顯的尤為重要。隨著社會經濟的快速發展，人口數量的增多，我國用電需求量急劇增長，國家電力系統的運行負荷日益增大，所以對電網日常供電的安全保障至關重要。電力繼電保護裝置的故障檢測工作是電力系統保護工作中重要的組成部分，只有定期對電力繼電保護裝置，及時的發現設備故障問題，才能有效的對電力系統進行保護，保障供電穩定性，降低潛在隱患風險，提高工作效率，提升電網企業的經濟效益。

1　繼電保護意義的分析

隨著社會科學技術水平的不斷進步，人們的日常生活已經和電力產生了密不可分的聯系，穩定的電力供應也成為了人們正常生活的基本保障。所以對于繼電系統的研究也是意義重大的。對于繼電保護本身的意義來看，它是供電系統中的安全保障，在實際的繼電保護中其故障發生率還是比較高的，一旦繼電保護發生了故障，人們的正常生活將得不到保障。

繼電保護是通過對供電電網的運行狀態進行檢測，并對電網中發生故障的部位及時做出保護動作。其繼電保護原理是通過將對電網實施檢測數據與正常電網運行數據進行對比，一旦發現與正常運行電網的一些物理量存在差異，繼電保護裝置就會根據這些物理量的變化做出跳閘動作，從而引起工作人員的注意，及時對電網故障做出處理。繼電保護裝置主要通過一下幾種手段來實施保護，第一，繼電保護裝置可以對供電系統的電流變化進行檢測，一般在供電電網發生故障時，繼電保護裝置內通過的電流就會增大，裝置本身檢測到電流增大就會及時做出保護動作。第二，繼電保護裝置也可以供電電網的電壓變化進行檢測，當供電電網接地出現故障，電網系統的電壓會發生變化，一般情況下越靠近接地位置的電壓就會越低，繼電保護裝置就會根據電壓的變化來對電網進行保護。第三，繼電保護裝置還會根據電網中的阻抗變化進行檢測，當電網發生故障時，其電網內部的阻抗也會發生變化，繼電裝置一旦檢測到阻抗變化就會及時的對電網進行保護。

2　供電系統繼電保護中存在的問題

2.1 開關故障

開關裝置在供電電網中算是比較常見的一種元件，開關主要是負荷開關以及負荷和熔斷器之間的開關。一般來說開關發生故障主要有兩種原因，第一種是開關質量不達標，經過長時間的使用，開關本身出現故障從而引起供電電網發生故障。第二種就是在開關的安裝過程中，安裝人員安裝達不到標準要求，就在無形中增加了開關的故障發生率。開關發生故障就會使得繼電保護裝置受到限制，無法起到應有的保護作用。一般開關安裝達不到要求可能是將進口線柜的開關錯誤的安裝出口線柜上，從而使得電網出現故障，繼電保護裝置失效。

2.2 電流互感器異常

電流互感器發生異常一般都是在供電電網出現短路的情況下，并且短路位置為電網系統的終端。這種電網系統終端發生故障就會使得電流互感器中的電流出現異常變化，而且變化的數值也是比較大的。這種電流互感器的異常一般都說明了供電電網系統的終端設備區域發生故障，如果故障位置在終端設備區域的一般線路上則會引起電流互感器的保護動作，如果在終端的設備原件上則會使得整個電路出現斷電情況。

2.3 電網環境引起的故障

由于整個電網系統龐大，所受到環境因素的影響也比較大。電網系統也是極其容易因環境因素的影響而出現繼電保護故障，其主要會引起繼電保護裝置的非正常保護動作。如果電網運行環境的溫度較高，就會使得繼電保護裝置失靈或電壓互感器出現回路故障等現象出現。如果安裝時操作不規范，使得電網中存在多個接地點，就會增加電網中繼電保護裝置的運行電壓，從而引起電壓互感器中的保護裝置誤判，做出非正常的保護動作。另外變壓器在進行零序電壓處理時很有可能出現電流增大的情況，如果工作人員不能及時意識到這一問題導致故障長時間沒有處理線圈就很有可能因此燒斷，使得繼電保護裝置出現故障，無法在對電網進行保護。

2.4 繼電設備發生故障

繼電設備自身由于質量問題出現故障的事情也時有發生。如果供電系統使用了不符合國家加工和生產標準的繼電設備，就很有在使用過程中由于自身的質量問題而使得繼電設備出現故障，從而不能繼續進行繼電保護動作。目前電網中使用較多的是機電型和電磁型兩種，這兩種繼電保護裝置的性能都較為一般，使用中出現故障的概率也比較高。晶體管是繼電保護裝置中的核心部件，一些廠家為了降低生產成本從而采用質量得不到保證的晶體管，一旦晶體管出現質量問題，就會使得繼電保護裝置不能正常工作，從而使得供電電網失去保護，增加電網的故障發生率。

3　電力繼電保護故障的檢測與維修技術分析

電力繼電保護裝置的檢測工作具有一定的專業性，比其他電力設備的檢測工作更加繁瑣，對檢測人員的專業知識水平以及工作經驗都有較高的要求。隨著國家電網規模的不斷發展，以及國家用電量需求的日益增加，對電力繼電保護裝置的檢測工作也成為了近幾年來國內外持續關注的重點。我國在這方面已經做了大量的研究工作，對電力繼電保護裝置的檢測技術也在逐漸的發展成熟。本文從目前我國的較為成熟的繼電保護裝置檢測技術出發，對保護裝置的檢測以及維修技術進行詳細分析，希望可以加深相關工作人員對該技術的認識，起到一定的借鑒意義，共同促進我國繼電保護裝置檢測技術的長遠發展。

3.1 電力繼電保護裝置故障診斷技術

目前我國的繼電保護裝置的對電力系統的保護手段，除了差動保護以及縱聯保護外，更多的是通過對裝置安裝位置的電氣量進行保護，來達到對電力系統的保護效果。對于電力繼電保護裝置的診斷，主要通過對統同一設備的工作運行狀態進行判斷來確定是否正常，從理論上講，如果兩個相同的保護裝置，其運行狀況是相互一致的，如果其中一個設備的檢測結果與其他有明顯的差異，那么就很有可能出現故障，繼電裝置的保護系統會對檢測結果進行分析，差異較大的檢測結果，系統會自動發出警報信號，來通知工作人員采取相關措施。

隨著科學技術手段的不斷發展，微機保護技術逐漸發展成熟，使得繼電保護技術水平得到了快速提升。在對主設備的保護工作中，微機保護技術可以對繼電機磁性、變壓器以及電力線路起到很好的保護效果，但是繼電保護技術只是對裝置的故障部件進行切除和在一定程度上減小故障對裝置的影響效果，并不能準確的對裝置的故障原因進行診斷。

在電力繼電裝置的保護系統中，對電力設備的損壞以及系統癱瘓現象可以進行有效規避是一項重要的保護功能，它可以有效的避免因一些電力設備故障或電力系統的癱瘓而導致供電區域的大面積停電現象，減少對企業帶來的經濟損失。電力設備在實際的工作過程，其工作參數是不可能和理論數據達到一致的，所以繼電其的安全檢測系統對于檢測結果留有一定的偏差范圍，如果結果超出了偏差范圍，系統便會對繼電保護裝置進行故障診斷工作，查明故障原因、確定故障位置，并發出警報信號來使得設備故障問題可以及時得到處理。

3.2 繼電保護故障的維修技術

電力系統中的繼電保護裝置故障維修技術種類較多，原理也各不相同，其檢測的繼電保護裝置種類也各不相同。本文選取幾種較為常見的故障維修技術來進行簡要分析。

3.2.1 替換法

替換法為最為常見的故障維修技術，就是通過系統檢測出裝置的故障范圍，在通過對可疑的故障裝置進行替換，來不斷的縮小保護裝置的故障范圍，最后達到維修效果，這是自動化的繼電保護裝置中故障維修的常有手段，技術性較低，原理簡單，但是維修效率普遍較低。3.2.2參照法

參照法維修技術是通過將發生故障的繼電保護裝置與正常運行的保護裝置的運行參數做對比，通過參數上面的差異來對設備的故障位置進行判斷，此方法多用于對接線故障以及定值校驗故障方面。當發現一個繼電保護裝置定值校驗結果與校定的整體數據差距較大時，并不能準確的對設備的故障原因進行判斷，還需要使用相同校定設備在對相同繼電器的同一部件來進行定值檢測，從而將兩者的校定結果進行比較來判斷出繼電保護裝置的故障原因。

3.2.3 短接法

短接法故障維修技術是通過端接線將電路回路中的一部分進行短接操作，來判斷裝置的故障范圍。如果短接區域并沒有發現有故障存在，就用同樣的方法來對裝置的剩余回路部分進行逐一排查，逐漸縮小故障范圍，最后達到確定故障發生位置的目的。短接法通常用于對電流回路開關故障、繼電器切換故障、以及對繼電器轉換開關安全性等問題進行判斷。

3.2.4 逐項排除法

逐項排除法是通過一定的順序將裝置的二次回路解開，然后在按照同樣的順序進行連接，從而對設備中的二次回路進行逐一判斷，找出發生故障的回路，從而減小故障排查范圍，然后在出現故障的回路中再對支路進行逐一排除，從而找到故障發生位置。例如在直流線路中，對線路進行逐項排除工作時，要從設備負荷的重要性出發，依次斷開設備中的回路，來縮小故障范圍，直至最終找到設備的故障點，并及時進行維修。

3.2.5 觀察法

所謂的觀察法顧名思義就是使用肉眼進行觀察。一般來說觀察法是作為對故障檢測的基本方法來使用。對于一些無法使用專業儀器進行檢測的故障部位也可以使用觀察法，通過工作人員的工作經驗以及肉眼的觀察電路原件形狀、顏色等特征是否發生變化來確定故障發生的位置。

3.3 繼電保護故障信息分析處理系統

對于繼電保護裝置故障的維修技術需要較高的專業技術水平以及豐富的維修經驗，繼電保護裝置的維修技術較為復雜，故障種類繁多，這在一定程度對設備的檢測和維修工作帶來困難。隨著信息化技術的逐漸發展成熟，繼電保護裝置的故障處理與計算機技術進行了有機融合，通過信息網絡技術與繼電保護裝置的檢測系統相連接，對繼電保護裝置的日常工作參數進行實時記錄、分析，維修工作人員可以通過這些記錄的信息，來對繼電保護設備的故障進行高效排查。計算機信息技術的應用在很大程度提高了保護系統的靈活性，若電力系統發生故障，繼電保護裝置可以通過信息技術來對電力系統故障進行快速排查，提升了故障的維修效率，降低了裝置自身的損耗，增加電力企業效益。

繼電保護故障信息分析系統只是檢測眾多檢測手段中的其中一個，在實際的檢測工作中，工作人員應該將多種方法相結合，來增加檢測結果的準確性以及全面性，并選取合理的維修方法及時對繼電保護裝置進行維修，最大程度上減少故障對電力系統的影響，減少企業的經濟損失，提高電網供電的穩定性以及安全性。

4　結束語

本文從繼電保護裝置的意義及目的出發對目前我國的常用的繼電保護裝置可能出現的故障、故障檢測以及維修技術進行了簡要分析，并根據筆者多年的工作經驗指出了各種技術之間的利與弊，以及在實際的應用過程中應該注意的問題。國家用電量需求程度還在急劇增長，電力企業面臨的挑戰也在不斷增大，所以對于電力技術人員要不斷的完善繼電保護裝置故障的檢測和維修技術，為電力系統的穩定運行提供充足保障，共同推動國家電力企業的長遠發展。

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.178

劉洋(1989-)，女，山東泰安人，研究生。