電力系統繼電保護故障分析與處理措施

賈璟瑤

（深能保定發電有限公司，河北保定 072150）

0 引言

在整個國家和社會的發展過程中，不能缺少電力資源的幫助和支持，不論是在社會生產還是平日生活中，都離不開電力支持。電力系統的安全性和穩定性，對促進國家的快速發展非常重要。通過研究發現，繼電保護故障對生產工作產生很大影響，并且極大程度地制約了人們提高生活水平。處理好電力系統繼電保護問題，是現在電力系統發展中的重要問題。

1 繼電保護原理

繼電保護主要應用在電力系統，保證設備穩定、安全的運轉的一系列設施。分為數據測量、判別邏輯和執行模塊等3部分。3部分缺一不可，需要互相配合，共同為電力系統的穩定運行提供可靠的保證。詳細來說，測量指的是采集設備對模擬量、開關量等信號進行一系列收集及轉換。邏輯部分通過收集的各種數據，然后繼電保護裝置進行各種計算及判定，每個保護原理都由簡單或復雜的邏輯框圖構成，其中涉及到電壓、電流、斷路器位置、瓦斯等諸多電氣量和非電氣量信號，當這些量滿足任一個保護邏輯后，該保護便會觸發。執行即為保護出口，當保護動作后會立即發出跳、合開關的指令，保證故障快速切除。

2 電力系統中的繼電保護相關概念

2.1 繼電保護的重要性

電力系統擁有不計其數的變電站，幾乎覆蓋了全國每一個角落，彼此連通，形成巨型電網。若一條線路接地或一個變壓器故障都會迅速影響到整個電網的健康水平，甚至造成大范圍停電或人身設備安全事故。繼電保護設備可以保證故障在最短時間消除，將故障范圍縮減到最小，對電力系統穩定性提供可靠保障。

2.2 繼電保護常見故障

在電力系統運行中，難免會發生線路接地、變壓器繞組短路等各種故障。根據統計，發生較常見的故障有單相接地短路、兩相短路、兩相接地短路和三相短路。

（1）單相接地短路。最常見也是最多的故障，大約占總故障數的80%。在接地系統中，任一相接地都會產生很大的短路電流，現場通過單獨的零序CT（Current Transformer，電流互感器）或自產零序電流進行測量。故障相電流最大，另兩相電流幾乎為零。發生此故障時，首先查看保護裝置的故障記錄確定故障相線，并對各相進行絕緣測試，找到接地點并及時處理。

（2）兩相短路。兩相短路是指相間發生的短路故障，故障相電流大小相等、方向相反，另一相電流幾乎為零。

（3）兩相接地短路。指兩相短路后與大地相連，兩相電流大小方向相同，電流由故障點流向大地。

（4）三相短路。指三相之間互相短路，由于三相角差120°，所以短路點處三相恰好抵消，但電流較大，需要盡快切除。

3 繼電保護的常見故障分析

3.1 開關設備的故障

繼電保護開關設備故障，主要是繼電保護裝置和電力系統之間的不配套所致，這就要求，在繼電保護設備選用過程中，應該確定電力系統的工作強度，進而選擇與工作負荷相匹配的繼電保護設備。可是隨著經濟的迅速發展，許多地區的電力系統都大大增加了用電負荷，繼電保護設備并沒有由于工作強度的增加而進行對應的處理，最終導致故障發生。在工作中，由于繼電保護設備有超負荷運轉、老化以及開關設備負荷密集的情況發生，從而使開關設備不能適應繼電保護工作的需求，進而對繼電保護設備的精準度產生影響。當繼電保護設備對電力系統不能進行準確檢測時，就會對電力系統的正常工作產生影響。

3.2 電流互感飽和問題

不斷加大繼電保護設備終端負荷，會在電力系統運行過程中有短路情況發生，使電力系統中的電流負荷加大，導致一系列狀況發生。比如，在短路過程中所產生的電流經常超出電流互感器額定電流上百倍，可是由于電流互感器的誤差和短路電流的倍數之間呈現正比關系，繼電保護設備對短路故障發出的指令會由于電流過大而導致靈敏度下降的情況。

3.3 繼電保護設備的問題

在繼電保護故障中經常有設備故障的問題發生。繼電保護設備的工作原理和理論都很成熟，在工作中故障檢測辦法大致一樣，其不同主要表現在不同電力系統中工作負荷不同，對繼電保護設備的要求也會不同。所以在對繼電保護設備進行安裝時，要與電力系統工作負荷相結合選擇適當的設施。可是在實際工作中，經常有設備不達標的情況，從而使整個繼電保護設備不能正常運行，對繼電保護系統的工作效果造成影響。

4 電力系統繼電保護故障處理措施

（1）消除一次側設備缺陷。當發生故障而導致繼電保護裝置動作時，首先要檢查一次側設備。如一次側設備有接地、絕緣低、短路等故障，都會引起保護動作。

（2）故障記錄分析。隨著時代的不斷發展，繼電保護裝置越發智能，故障記錄已經非常具體，通常可以連接電腦查看故障波形。通過這些波形，查看電壓、電流等模擬量趨勢，進而確認發生的何種故障。

（3）檢查二次線及 PT（Potential Transformer，電壓互感器），CT。這條看似簡單，但往往是事故起始點。在近幾年的電氣事故中，總能看到由于CT開路、二次線松動等類似情況引發的故障。這些問題必須在平時檢修中仔細檢查，對重要CT，PT二次線逐一緊固，做細做實。

（4）檢查保護裝置。雖然目前主流的保護設備已經很完善，但電氣元件還是存在老化的情況，針對這種情況，各發電行業應嚴格遵守相關的保護校驗規程，定期檢查，達到使用時限后即使未發生故障也應該更換，未雨綢繆，保證設備的安全運行。

5 結束語

繼電保護猶如一個時刻保衛電力系統的戰士，嚴格把控繼電保護工作，運用有效的處理辦法，使一次側設備的正常運轉得到保證，使電力系統中出現的問題得到及時判斷，并迅速切除隱患，給電力系統一個安全穩定的空間。