電力系統繼電保護故障分析與處理

劉 暢

（國網河南省電力公司羅山縣供電公司，河南 信陽 464200）

0 引 言

在社會經濟快速發展的背景下，電力資源也得到了有效發展，繼電保護在電力系統中扮演著重要的角色，能夠及時地預警和處理電力系統中的設備異常與故障問題，保證電力系統的穩定運行。但是，電力系統的繼電保護裝置也會出現一些故障，威脅到電力系統的正常運行。分析近年來的電力事故發現，電力系統一旦發生故障，就會給社會帶來巨大的經濟損失。因此，需要結合電力系統繼電保護出現故障的類型及原因，制定針對性的應對措施，降低故障發生的概率，減少故障帶來的不利影響，保護電力系統的安全穩定運行。

1 電力系統繼電保護概述

1.1 繼電保護概述

繼電保護裝置能夠實時監控電力系統的運行情況，一旦電力系統發生了異常或者故障，能夠及時發現和處理故障，保障電力系統的正常運行。當電力系統出現故障時，繼電保護裝置能夠及時地將故障設備與電路隔離開，控制故障帶來的影響和損失。繼電保護系統在運行時，會先對比被保護裝置的輸入信號與設定值，由邏輯部分進行綜合分析，最后由執行部分實施相應的保護動作[1]。

1.2 繼電保護基本原理

繼電保護系統主要由測量、邏輯及執行3個部分組成，是電力系統重要的保護裝置。繼電保護裝置一般可以分為如下幾種。第一，按照制造工藝可以分為機電型、整流型等；第二，按照邏輯原理可以分為電流型、電壓型等。但是任何類型的裝置，都必須具有安全性、靈敏性及可靠性，保證在電力系統出現故障時能立刻做出相應的措施，保證電力系統的運行安全。

2 繼電保護對電力系統的重要性

電力系統的所有進程都需要借助于繼電器的強大功能，實現電力系統的正常、高效運轉。繼電器能夠收集整個電力系統的運轉信號，并將信號傳輸到顯示屏上，同時也能將所有過程中的小錯誤顯示在顯示器上，讓工作人員能夠實施監測和調控。繼電器連接了電力系統的所有設備，不僅能夠將信號傳送給終端設備，而且能保護整個電力系統的傳輸設備，避免電壓過高擊穿設備，保護電力系統設備的正常運轉。

3 繼電保護的要求

（1）可靠性。繼電保護的可靠性要求就是在系統該運行時運行，不該運行時不運行，并在發生故障時，能夠及時將故障的線路和設別進行切除隔離。

（2）選擇性。當故障發生時，繼電保護能夠及時利用與故障距離短的斷路器，及時切除故障。當線路故障時，由周邊設備或者斷路器啟動失靈保護，防止越級跳閘。

（3）靈敏性。在線路或者設備的保護范圍內，出現了斷路或者接地的故障，保護裝置會達到一定的靈敏系數，保證可以安全接觸故障線路或者設備。

（4）速動性。故障發生時，保護裝置能夠快速地切除斷路故障，增加系統的平穩性，減少故障的范圍，避免帶來毀滅性的損傷。

4 電力系統繼電保護故障原因分析

4.1 繼電保護設備的問題

在繼電保護故障中，設備故障的問題比較常見。繼電保護設備在運行過程中，檢測故障的方法基本相同，其工作原理和理論相對成熟，主要的差異體現在機電保護設備在不同的電力系統中，工作負荷不同，對機電保護裝置的要求也不同。因此，在繼電保護系統的安裝中，需要結合電力系統的工作負荷來選擇合適的設施。但在實際運行過程中，其中的某個設備經常會出現不達標的情況，導致整個繼電保護裝置失靈，大大降低了繼電保護系統的工作效率。

4.2 開關設備的故障

繼電保護裝置的開關出現故障，主要原因是電力系統與繼電保護裝置不配套。因此，選用繼電保護設備時，必須要先確定好電力系統的工作強度，然后匹配工作負荷相符合的繼電保護設備。隨著社會經濟的快速發展，人們的生活水平不斷提高，生產用電與生活用電都大幅增加，很多地區的電力系統都提高了用電負荷，但是繼電保護設備并沒有針對這種情況進行處理，導致了故障的發生。繼電保護設備在運轉過程中有超負荷、老化的情況，所以開關設備負荷密集而不能適應保護工作的需求，影響了繼電保護設備的精準度。當繼電保護設備不能精準檢測電力系統時，就會影響電力系統的正常工作。

4.3 運行故障

繼電保護設備在電力系統的工作過程中，不可能完全避免故障的發生。主要原因是繼電保護設備在長時間運行后，局部裝置的溫度會急劇升高，導致設備失效和喪失靈敏度。繼電保護裝置的運行故障，主要體現在主變差動的保護開關拒合，電壓互感器就會出現二次電壓回路的情況，導致在實際運行過程中電壓互感器的內部零件性能下降，但是電壓互感器的繼電保護裝置的保護動作還處在初始位置，如果電壓互感器出現故障，那么就會導致后續繼電保護裝置產生故障。

4.4 電流互感飽和問題

隨著用電負荷的增加，繼電保護設備的終端負荷會不斷的加大，導致電力系統在運行過程中出現短路的情況，增加了電力系統的電流負荷，最終出現一系列的故障。例如，發生故障時，短路電流與電流互感器之間呈現正比關系，電流過大會導致繼電保護設備的靈敏度降低，此時繼電保護設備對短路故障發出指令就會不及時[2]。

5 繼電保護故障的有效應對措施

5.1 置換處理法

置換處理法就是用性能良好的設備將有故障的設備替換出來，但是必須保證設備種類的一致、工作性能穩定。設備好壞的判定依據是以故障的種類和范圍為主。當設備中的某一個裝置或者元件出現問題時，就需要用新的設備進行更換。目前，置換處理法是一種最廣泛的故障處理措施。對懷疑故障的設備進行更換后，如果電力系統恢復了正常運轉，就證明更換下來的設備出現了故障；反之，如果更換后電力系統依然沒有恢復正常運轉，那么就可以對其他設備進行更換檢驗[3]。

5.2 參照對比法

參照對比法就是將繼電保護系統中的不同設備進行檢驗，包括正常的設備和不正常的設備，通過不同型號的技術參數分析它們之間的差異性，并將其作為故障分析的起點。參照對比發主要解決繼電保護裝置運行中因電路交互而產生的接線錯誤。但是檢測的準確性會受到繼電保護裝置的復雜性影響，致使測試值與真實值之間存在較大的差距，所以必須要對繼電保護裝置進行定值檢測。

5.3 引入設備狀態檢修技術

研究發現，如果能在繼電保護裝置進行檢修時使用設備鉆探檢修技術，就能夠有效降低風險，保護變電設備和工作人員的人身安全。在傳統的檢修過程中，運維人員的工作量大，工作強度高，故障嚴重時，還可能發生事故，存在安全風險。但是引入設備檢修設備，就可以大大減輕運維人員的工作強度，降低風險發生率。設備檢修技術還能實時監測變電設備的運行狀態，對制定生產計劃有非常重要的作用，確保了檢修頻率的合理性。設備狀態檢修技術要與變電設備的治理工作進行有機結合，保證電力企業生產的科學性與合理性。通過分析設備狀態與檢測結果，能夠提升繼電保護裝置的運行質量，提高檢修的效率。這是因為在傳統的工人檢修中，會將設備停電來保證安全。

5.4 全面提升工作人員的安全素質

在電力系統維護過程中發生的事故中，大部分都是工作人員設備操作不合理導致的，不僅影響了電力系統的正常運行，還威脅到了工作人員的人身安全。因此，電力企業在發展過程中，必須要加大對工作人員的安全教育，定期進行安全培訓，制定工作標準，幫助員工樹立安全操作的意識，提高自身的專業水平，對自己的安全負責，對企業的發展負責。在工作現場，管理人員要懸掛安全標語與警示，以確保生產安全。

6 結 論

隨著經濟的快速發展，繼電保護系統也逐漸向信息化管理發展，能夠實時監測、把控繼電保護工作及保證設備的運轉。電力系統出現故障時，繼電保護系統能準確判斷、實時分析發生故障的具體原因，運用有效的處理辦法，迅速切除隱患，維護電力系統的安全。此外，電力企業要想確保電力系統的正常運轉，還要不斷提高員工的專業技能水平與安全意識，加強設備的維護，提高電力系統的運行質量。