電力系統繼電保護故障分析與處理措施

張永霞

（國網福建武夷山市供電有限公司，福建 南平 354300）

0 前言

繼電保護裝置是主要的電力系統維護裝置之一，其為整體電力系統的平穩運行提供了重要的支撐作用。在實際運行過程中繼電保護裝置主要包括邏輯模塊、測量模塊、執行模塊3個方面，其通過對故障信號及非故障信號的有效辨識確定，可采取適當的繼電保護措施，因此對電力系統中繼電保護故障進行全面分析具有非常重要的意義。

1 電力系統繼電保護故障分析

1.1 開關設備故障

在電力系統繼電保護裝置運行過程中，開關設備是應用較為普遍的設備構件之一，其對于電力系統的正常運行起著至關重要的作用，而現階段電力配電網絡中，大多采用配電變壓器電力輸送的模式，這種模式下變電站開關就成為電力輸送主要控制模塊，而由于相關變電站開關站并沒有實現全面自動化控制，這就導致負荷開關為主要的繼電保護設備，在一定程度上也增加了開關設備運行故障風險。

1.2 運行故障

在電力系統繼電保護裝置運行過程中，運行故障的發生不可避免，其主要是由于繼電保護裝置長時間運行過程中局部裝置高溫導致的設備失誤，或者靈敏度喪失情況。電力系統繼電保護裝置運行故障在實際運行中主要體現在主變差動保護開關拒合，同時電壓互感器會出現二次電壓回路情況，同時在實際運行過程中電壓互感器內部零件性能會出現下滑趨勢，由于電壓互感器是整體繼電維護裝置保護動作的初始位置，若電壓互感器出現了運行故障則會導致后續繼電保護裝置風險故障的產生。

1.3 互感器飽和故障

在現階段電力輸送網絡發展過程中，社會生產生活所需電容量的增加促使電力設備負荷出現了不斷加重的情況，隨之促使電力輸送電流量不斷增加，在電力輸送網絡正常運行的情況下，電流互感器運行誤差可在電流短路情況下，出現電流成倍增加的情況，隨之促使整體繼電保護裝置的靈敏度出現下滑情況，最終導致整體繼電保護裝置保護動作的失靈。同時在電流短路情況出現時，電流互感器會出現瞬時飽和情況，這種現象會導致繼電保護裝置無法有效辨別較小的電流，而整體電力輸送系統出口線路則會由于電流過大而發生適當動作，從而導致大面積電力輸送癱瘓。

2 電力系統繼電保護處理措施

2.1 常用電力系統繼電保護故障排查措施

現階段在電力系統中繼電保護裝置故障排除措施主要包括電位測量、負荷檢查、直接觀測、故障排查等方面。其中故障排除法主要是通過對電力系統繼電保護裝置內部故障位置與非故障位置的對比分析，結合電位測量措施對故障位置進行全面勘測。如在倒閘操作控制回路、斷路器輔助節點及其串聯節點故障排除時，可利用萬用表電阻擋分區排除措施，根據萬用表保護屏預警信號的出現情況確定具體的故障方式位置；而直接觀察法要求線路巡查工作人員對整體繼電保護裝置進行全面核查，通過對繼電器內部零件運行情況及接線頭運行情況進行綜合分析，確定線路故障位置，并采取適當的繼電保護裝置內部零件更換措施。必要情況下可結合其他設備進行測量判定工作，如針對高頻通信異常情況，可根據濾波設備上樁頭運行數據，結合濾波設備測量下樁頭的措施，確定相應的電纜線路故障位置。

電位測量法主要通過二次回路各節點直流電壓、電流檢測的方式確定相應的繼電保護故障發生方位，同時在實際應用中電位測量法還可以對開關控制回路導致的繼電保護裝置故障進行有效的分析，如開關回路斷線、保護開關拒合、位置指示裝置不明等；在電力系統繼電保護故障排除過程中若出現交流回路故障，可利用負荷檢測法進行處理，其主要通過合理的裝置電氣量選擇，在參考電壓或者參考電流一定的基礎上確定相應的參考節點，可選擇控制開關對側或者本側斷路器潮流之和作為參考節點，通過對二次電流電壓回路及其相位等電氣量參數的控制，可獲得相應的故障發生數據。

2.2 電力系統繼電保護故障分析系統

故障分析系統在電力系統繼電保護裝置故障處理方面具有重要作用，其主要通過對繼電保護故障的仿真分析，確定相關繼電保護裝置數據信息，從而進行相關繼電保護裝置設備參數的設置。在電力系統繼電保護故障分析系統運行過程中，其可根據實際設備運行情況，如保護動作跳閘等，進行具體數據參數的顯示，然后通過仿真數據與實際運行數據的對比分析，確定相關的繼電保護故障處理方案。在實際運行過程中，電力系統繼電保護故障處理系統可根據相應的故障發生情況進行仿真數據模擬，便于各種保護動作的合理配置。在繼電保護裝置硬件設計過程中需要依據電網硬件平臺進行網絡層拓撲架構的設置，依照相應的電力系統運行特點逐步開展繼電保護裝置故障信息的采集、分析、處理，便于整體繼電保護系統智能一體化效用的有效發揮。

2.3 電力系統繼電日常保護措施

在電力系統繼電保護裝置實際運行中，會受到多種因素的影響，而對電力系統繼電保護裝置進行適當的維護措施對于繼電保護裝置使用性能的提升非常必要。首先相關電力系統運行維護人員可結合繼電保護裝置運行情況，制定繼電保護裝置清潔工作規范，確定相關的繼電保護裝置清潔位置及標準，并控制其他電氣設備與繼電保護設備維持一定的距離，降低短路對繼電保護裝置的影響；其次在電氣保護裝置運行的相關階段，電力系統繼電保護裝置工作人員可組織內部人員進行定期故障核查，利用電位測量、負荷檢測等方法進行全面分析，及時發現繼電維護設備運行故障，及時采取控制措施，并對繼電保護裝置檢測維護工作進行記錄管理，保證整體繼電保護體系的完整。

2.4 微機故障處理技術

微機保護裝置的設置主要通過電子電路的合理配置對內部機電保護裝置故障進行有效處理。在微機故障處理技術實際運行中經常會發生電場強磁場干擾的情況，因此在微機保護技術實際運行中需配合相關抗干擾措施同步運行。微機故障處理技術主要通過容錯設計實現繼電保護裝置自我維護管理，通過冗余的設備在線運行可保證整體裝置的持續運行，有效避免常規繼電保護裝置設計導致的裝置運行障礙。在進行具體參數設置過程中，可采取定值設定、參數優化更新的方法進行權限設置，便于繼電保護措施的有效實施。在我國電力系統的繼電保護設備故障處理過程中，為了保證微機故障處理技術的有效實施可采取繼電保護裝置接地模式。促使整體裝置外部與地面具有一定的接觸面積，提高整體設備運行過程中微機設備的抗干擾能力，結合電磁干擾防護裝置的應用，可對繼電保護裝置連接電纜進行屏蔽防護層的加設，保證整體微機故障處理裝置的穩定運行。

結論

綜上所述，在電力系統繼電保護系統運行過程中，主要有開關設備、運行故障等幾個方面的問題，在實際故障處理過程中，可結合相關故障出現情況利用負荷檢測、電位檢測、直接觀察等方式進行電力系統繼電保護裝置故障的有效排查，在繼電保護裝置日常維護的基礎上，可綜合利用微機故障處理技術、繼電保護分析系統進行故障自動分析處理，保證整體繼電保護裝置的穩定運行。