繼電保護動作報告及故障錄波分析

黃江輝

摘要：隨著社會經濟發展、用電量增加，保證電力供應顯得尤為重要。在電力系統發生設備故障時，要求能夠迅速地判斷、處理故障，及時恢復相關設備的運行，保證電力供應。本文從繼電保護原理出發，分析應該如何識讀繼電保護動作報告，判斷電力設備的故障類型及動作情況，并與故障錄波進行對比分析。通過有序地檢查、分析相關保護信息，可以快速準確地獲取故障信息及設備動作結果，為相關無故障設備的恢復運行及故障設備檢修提供信息，進而提高工作效率，減少設備停電時間，保證電力供應。

關鍵詞：電力系統;設備故障;保護報告;故障錄波

隨著社會經濟發展、用電量增加，對電力供應的質量要求更加嚴格，必須保證電力系統安全、優質、經濟地運行。但電力系統在正常運行的過程中，難免會發生各種的故障，比如雷擊導致短路、樹障導致線路接地、開關誤動或拒動等。因此要求電力生產人員能夠準確快速地找出故障設備及故障原因、進而隔離故障、檢修設備、及時恢復相關設備運行。

1 保護動作報告及故障錄波分析

1.1 繼電保護原理

繼電保護是對電力系統中發生的故障或異常情況進行檢測，從而發出報警信號，或直接動作于開關，將故障部分隔離、切除的一種重要措施。電力系統發生故障后，主要的電氣量特征有：（1）電流增大;（2）電壓降低;（3）電流與電壓之間的相位角改變;（4）測量阻抗發生變化;（5）不對稱短路時，出現相序分量。根據繼電保護的原理進行分類，變電站常用的保護類型有：（1）電流差動保護;（2）縱聯距離保護;（3）距離三/四段式保護;（4）電流三/四段式保護;（5）過/低電壓保護;（6）斷路器失靈保護;（7）三相不一致保護;（8）重合閘保護。

在分析保護動作報告之前，應該熟悉典型故障的保護動作情況，這將有利于快速判斷故障類型。常見的線路故障及保護動作情況主要有：（1）單相瞬時接地故障跳單相后重合閘成功;（2）單相永久故障跳單相后重合閘不成功再跳三相;（3）兩相或三相故障跳三相后不重合閘;（4）母線故障跳開母線上的所有開關;（5）開關拒動時失靈保護跳開與故障開關相連的所有開關。

1.2 保護動作報告分析

當電力設備發生故障時，繼電保護裝置動作后，保護裝置會生成一份保護動作報告，里面包括有保護裝置動作的簡要信息。以圖1南瑞RCS931500kV線路保護動作報告為例，分析過程如下：

1）根據后臺告警信息，正確完整地選擇所有相關保護動作報告進行打印，注意在報告上標注清楚保護名稱，防止混淆。

2）檢查保護起動絕對時間，該時間為故障發生的實際時間，報文其他地方的相對時間均以該絕對時間為基準。

3）檢查故障相別、故障電流。故障相別是指發生故障的相別，而不是開關動作的相別。對于電流差動保護，差動電流大于整定值的必定是故障，但對于其他保護區外故障同樣會造成電流增加。所以，對于非電流差動保護，不能因為電流大于整定值就判斷該相為故障相，如果是縱聯距離保護，還應收到對側允許信號才能判斷為線路該相故障;如果是距離1段這種欠范圍整定的，因為其保護線路全長約70%，可以直接判斷為線路該相故障，而對于其他保護，則不能肯定為線路該相故障。

4）檢查保護的動作相別及動作元件，檢查重合閘情況。如果第3）判斷為單相故障，在線路重合閘方式為“單相重合閘”時，此處的動作相別應該為單相，且重合閘應啟動，如果重合閘不成功，之后還有一次保護動作跳三相。如果第3）判斷為兩相或三相故障，此處的動作相別應該為三相。注意動作相別是指保護向斷路器的哪相發出跳閘命令，而不是指故障相別。

5）檢查故障測距。如果故障測距很小，說明故障點離站端很近，應特別注意檢查站內設備狀況，且要注意人身安全。同時，故障測距也是線路人員確定故障位置的重要信息，一定要將該信息正確地報告調度員，以免延誤故障處理。

通過上述的5個步驟，可以確定故障類型及動作情況。例如，圖1保護報告顯示的故障類型及動作情況為：C相發生單接地故障，電流差動、距離1段保護動作，向開關C相發出跳閘命命令，故障測距為26.2km;圖2保護報告顯示的故障類型及動作情況為：C相發生單接地故障，縱聯距離、縱聯零序保護動作，向開關C相發出跳閘命令，880ms后重合閘動作，故障測距為47.10km。因該500kV線路為3/2接線，開關位置和重合閘情況在開關保護中記錄。對于獨立配置的主一和主二保護，還應該比較兩套保護反應的故障類型是否一致。

在確定故障類型及動作情況后，應該根據故障類型和動作情況對照故障錄波圖，檢查保護是否正確地根據故障而動作，并檢查保護動作的執行結果。

1.3 故障錄波圖分析

保護啟動后，保護裝置會記錄設備相關的運行參數，一般包括保護跳閘命令、開關位置、相電壓、相電流、零序電壓、零序電流、收/發信等。

以圖2南瑞RCS931 500kV線路故障錄波圖為例，對應圖1南瑞RCS931 500kV線路保護動作報告，已知其故障類型及動作情況為：C相故障，開關單跳單重。對應錄波圖中C相電流增大，電壓降低，產生零電壓和電流，符合故障特征，保護在15ms時發C相跳閘命令，C相在50ms時電流為0，說明開關C相跳閘成功，切斷故障電流。其他信息在開關保護中記錄。

通過上述的步驟，可以檢查繼電保護是否根據故障情況正常地動作，以及動作結果如何。從中可以檢查保護及開關是否出現誤動或拒動的情況，保證對故障類型和保護動作情況判斷的正確性，以正確指導非故障設備恢復運行及故障設備檢修等相關工作的。

這里總結出一個線路故障信息和保護動作匯報的模版。

（1）單相接地故障匯報模版：

時分秒，現場天氣為，線路發生（A/B/C）相接地故障。保護動作情況如下：保護動作，跳相，故障相別為相，故障測距公里;重合閘動作，重合（成功/不成功）。現場開關在（合閘/分閘）位置。一次及二次設備檢查（有/無）異常。

（2）兩相/三相故障匯報模版：

時分秒，現場天氣為，線路發生（AB兩相/AC兩相/BC兩相/三相）相（接地/不填）故障。保護動作情況如下：保護動作，跳三相，故障相別為相，故障測距公里;重合閘不動作。現場開關在（合閘/分閘）位置。一次及二次設備檢查（有/無）異常。

2 結語

針對電力系統在運行時可能發生的故障，本文講述了如何分析繼電保護動作報告及故障錄波圖，通過提供準確的故障信息及保護動作情況，能夠快速恢復非故障設備的運行，提高電網供電的可靠性。同時，能夠為檢修人員提供準確的故障信息，幫助檢修人員快速定位故障，提前準備好設備搶修的工器具及備品備件，提高工作效率，有利于及時恢復故障設備的運行，減少停電時間，保證電網的安全穩定運行。

參考文獻：

[1]崔曉，林春景，熊宇.電力系統繼電保護動作中的故障探析[J].科技創新與應用，2018（33）：143144.

[2]王娜.結合工程實例的電力系統繼電保護課程教學[J].中國電力教育，2018（10）：7071.

[3]賈璟瑤.電力系統繼電保護故障分析與處理措施[J].設備管理與維修，2018（17）：6970.

[4]魏軍.繼電保護在電網調度中的運行分析[J].通信電源技術，2018，35（08）：7172.

[5]吳丹陽.電力系統繼電保護的故障分析及處理措施[J].計算機產品與流通，2018（06）：80.