電力系統繼電保護常見故障分析與檢修技術

丁明

摘 要：電力系統有兩種不同的類型，一是高壓系統，二是低壓系統。前者，多是利用繼電保護其他設備或是線路，確保供電系統的順暢運行，降低事故的出現率。然而，電力網絡的級數、設備均比較復雜，繼電保護有多種不同的類別，繼電保護故障時常會出現，隨即產生斷路器誤動或是越級動作，嚴重時還會有各類不同程度的控制回路故障。我們將重點分析繼電保護故障，探討背后的維修技術。

關鍵詞：電力系統繼電保護；常見故障；檢修技術

一、電氣繼電保護概述

電力系統中，繼電保護是當設備或是線路出現故障時，作出報警信號、跳閘，以便切除故障、預防危險事件的專業保護系統，涵蓋測量、判斷、控制和執行等多個不同的部分。繼電保護也有兩種不同的劃分，一是傳統型，二是微機型。前者涵蓋了PT、線圈以及繼電器等基本的構成部分；后者，涵蓋了PT、微機保護裝置、CT、線圈以及控制回路等諸多不同的部分。

二、繼電保護的要求

1、可靠性：在該動作時立即動作，在不該動作的情況下不動作，及時對故障線路或是設備進行切除。

2、選擇性：利用和故障設備或是線路距離偏短的斷路器，對故障予以切除。如果故障線路或是保護拒動，由周邊設備或者某個斷路器啟動失靈保護，及時地切除故障。該種做法，可以防止越級跳閘。

3、靈敏性：在線路或是設備合理的被保護范圍，出現接地或者是短路故障，此時保護裝置應當達到相應的靈敏系數，確保故障出現時可以安全地接觸。

4、速動性：保護裝置能夠對短路故障予以快速切除。速動性有助于增加系統的平穩性，縮短故障范疇，避免對故障線路帶來毀滅性的損傷。

三、電力系統繼電保護的影響因素

1、雷擊干擾

雷擊閃電的干擾，是繼電保護系統運行過程中遇到的常見問題。雷擊災害不僅是繼電保護系統正常運行的干擾因素，也是變電站二次設備及相應電路的干擾因素。根據一些研究者的研究結果，在閃電發生時，變電站的雷電流可以通過一次設備進入到地面電網之中。但是在電網電位及不同點之間存在的瞬態阻抗差異的影響下，閃電與雷擊會讓保護裝置的運行可靠性有所降低。

2、接地故障下的工頻干擾

接地故障是電力系統運行過程中的一種常見故障。此種故障的出現，會讓工頻干擾成為電力系統正常運行的主要影響因素。以變壓器中性點直接接地的變壓站為例，在接地故障產生以后，故障因素所導致的障礙電流會經由變壓器中性點進入地網。受地網的阻抗作用的影響，障礙電流在經過架空地線和大地回流到故障發生區域以后，會讓地網電位超過大地電位，并讓電纜屏蔽層產生工頻電流。接地故障的出現，也會讓地網的不同點出現電位差。在地網電位與大地電位之間的差值過大的情況下，電位差會成為高頻通信系統的干擾因素，進而影響繼電保護系統的正常運行。

3、靜電放電干擾

電網系統正常運行過程中出現的靜電放電也會給繼電保護工作的開展帶來干擾。電力系統繼電保護裝置日常巡檢維護工作實施過程中，巡檢人員自身因摩擦而產生的高電壓也會在觸發保護裝置以后，給保護裝置帶來損害。

4、輻射干擾

繼電保護系統的運行環境較為惡劣。輻射因素也可以被看作是繼電保護設備正常運行的影響因素。根據繼電保護系統的實際情況，移動通信工具所產生的輻射也是繼電保護系統正常運行的影響因素。

四、繼電保護常見故障

1、越級跳閘。若某款電氣設備、某個線路存在故障，周邊的斷路器卻并未馬上跳閘、上級或是上上級斷路器跳閘甚至同時跳閘的時候，停電范圍也會隨即擴大。

2、控制回路故障。繼電保護控制回路故障，屬于相對普遍的故障。該種故障可導致斷路器無法合閘、無法保持、無法跳閘甚至誤跳閘等對電氣設備運行相當不利的行為，干擾變電站設備的有序工作。

3、直流接地。通常，變電站內部的直流系統無法接地運行。考慮到直流電源有多個不同的分支，線路相對偏長，各種保護、自動化基本上是選擇直流電源。因此，直流接地相對來講也是十分常見的故障。如果直流系統出現一點接地，應馬上找到具體的故障點，防止造成更嚴重的結局。這是由于，直流系統一旦真的一點接地了，控制回路也將引起誤動甚至是拒動，有時兩點短路還將直接誘發電源開關出現跳開的情況。

4、微機保護裝置故障。結合微機繼電保護裝置的基本特征，微機保護裝置故障可能會有下列幾個不同的誘發因素：電源。輸出功率不足會，導致輸出電壓降低。如果電壓降低的太多明顯，電路基準值也將有所改變，甚至出現電路時間變短等諸多不同的問題，干擾邏輯配合。嚴重時，邏輯功能還將出現誤判。特別是事故出現時，出口、信號以及重動繼電器等均會動作，電源應當要有絕對的輸出功率。一旦現場真的有了事故，微機保護再也不能傳遞后臺信號，更不可能重合閘，我們需分析輸出功率是不是降低了。逆變電源，必須抓好現場管理。除了要定期檢驗，還應遵守行業的規程。干擾與絕緣，微機保護原本就缺乏較強的抗干擾性，對講機或是其他設備基本上都是在保護屏附近使用，這就可能導致邏輯元件出現明顯的誤動作。一般來說，很多微機保護裝置都裝配的有些集中，布線非常密集。使用時間久了，接線焊點可能會留下很多靜電或是塵埃，易搭建起導電通道，這也是繼電保護故障的高發地。

五、電氣繼電保護的維修技術

1、越級跳閘故障

處理短路、漏電故障，過高的負載功率，導線太細等，均可能引起越級跳閘。不管何種緣由，越級跳閘均是由于整定、動作時間的不同起步共同導致。

2、控制回路故障處理

繼電保護系統中，二次回路故障是比較普遍的問題。相應地，明確二次回路故障的具體位置，這是處理該故障的根本所在。面對類似的情況，建議選擇回路拆除法來對繼電保護系統故障進行排除。舉個例子，平時檢查電力繼電保護系統實際的運行狀態時，要按照二次回路的先后有步驟地進行拆除。接下來，將拆卸的部分重新安裝，并尋找故障的具體位置，處理繼電保護系統中出現的故障問題。

3、直流系統接地故障排查

這些年，直流接地故障定位裝置也是電力系統相對比較普遍的產品。它的特征：不需要對直流回路電源予以斷開，能夠在帶電的情況下找到接地故障。摒棄了“拉回路”的傳統做法，增強了查找直流故障的可靠性。該裝置能夠將接地故障細化到某個點上，方便操作。

4、微機保護故障處理

（1）微機故障信息，對技術沒有過高要求的故障易于排除。然而，有些故障可能沒有辦法憑我們的主觀經驗去排除。該情況下，我們需記錄好故障的基本特征，根據相應的技術手冊操作來找出故障的根源，及時排除。

（2）屏背面設備通常為屏側面裝設端子排；門頭上安裝了工作電源以及操作電源小型斷路器，同時還包括小母線、蜂鳴器以及警鈴。

（3）屏正面設備，其中上部需安裝機繼電保護裝置，中上部左或是偏下可以安裝信號、動作復歸按鈕。底端放置信號繼電器或是雙電源切換繼電器，另外再安裝必要的連接片或是信號燈。

六、結語

經濟建設在持續地向前，社會與民眾對電力系統也提出了更為嚴格的性能和使用要求，對用電安全也極為重視。作為電力行業安全運行的保障，繼電保護系統的正常維修與定期檢測很有必要。有關部門今后必須對新式電氣繼電保護設備展開探索，降低事故的出現率。

參考文獻：

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