電力系統(tǒng)繼電保護(hù)典型故障分析

杜亞松

【摘 要】隨著社會(huì)科技的不斷發(fā)展，電力成為人們生活與工作的一部分，電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定與安全，直接影響到人們生活的質(zhì)量。為了提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性，需要對(duì)出現(xiàn)的繼電保護(hù)故障進(jìn)行分析研究，并及時(shí)地處理對(duì)應(yīng)的繼電保護(hù)故障。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng); 繼電保護(hù); 故障分析;

在切斷故障原件以及保護(hù)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正常運(yùn)行的方面，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)揮著非常重要的作用。不過(guò)，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)在運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)受到人為因素、系統(tǒng)自身因素以及外部環(huán)境因素的影響，使繼電保護(hù)不穩(wěn)定，給整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)安全以及穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了較大的消極影響。繼電保護(hù)裝置就是通過(guò)自動(dòng)、快速切除電力系統(tǒng)運(yùn)行的方式對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。文章主要針對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)不穩(wěn)定的原因進(jìn)行分析，同時(shí)根據(jù)這些原因提出針對(duì)性的對(duì)策。

1 繼電保護(hù)故障

1.1 單相短路

單相短路是電力系統(tǒng)常見的繼電故障之一，因?yàn)樵陔娏ο到y(tǒng)的接地子系統(tǒng)當(dāng)中，任何一相出現(xiàn)了接地問(wèn)題都會(huì)產(chǎn)生非常大的短路電流，當(dāng)短路電流通過(guò)電流互感器時(shí)，自序電流設(shè)備會(huì)對(duì)電流進(jìn)行測(cè)試。一般情況下，故障單相電流值非常大，且電力系統(tǒng)的另外兩相電流通過(guò)值為零。因此，當(dāng)發(fā)生單相短路故障時(shí)，相關(guān)的工作人員首先需要對(duì)保護(hù)設(shè)備的數(shù)據(jù)記錄信息進(jìn)行查看，通過(guò)相關(guān)的故障信息確定故障的相線，然后則可以利用相關(guān)儀器對(duì)各項(xiàng)的絕緣性進(jìn)行測(cè)試，進(jìn)而快速地找到接地故障點(diǎn)，并對(duì)相關(guān)的接地短路故障進(jìn)行一定的處理。

1.2 兩相短路

電力系統(tǒng)當(dāng)中的兩相短路繼電故障問(wèn)題，主要指電流相位之間發(fā)生的短路故障。該電力故障的特點(diǎn)是電流大小相等、方向相反，而電力系統(tǒng)的另一相的電流值幾乎為零。

1.3 三相短路

三相短路主要是指電力系統(tǒng)的三相出現(xiàn)了相互短路的故障，由于在電流剖面的流通過(guò)程中三相角度值正好為120°，因此，短路位置的三相約束力被抵消，此時(shí)電流短路故障點(diǎn)的電流值非常大，需要盡快對(duì)其故障進(jìn)行處理，避免故障問(wèn)題影響的擴(kuò)大。

2 典型故障分析

2.1 開關(guān)故障

繼電保護(hù)系統(tǒng)在工作時(shí)開關(guān)設(shè)備的故障是典型故障之一，主要的原因就是電力系統(tǒng)和繼電保護(hù)設(shè)備之間不匹配，無(wú)法充分地發(fā)揮出繼電保護(hù)設(shè)備的優(yōu)勢(shì)。在繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，需要對(duì)電力系統(tǒng)的工作強(qiáng)度進(jìn)行一定的分析判斷，確保選擇的繼電設(shè)備符合電力系統(tǒng)的運(yùn)行要求。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，很多地區(qū)的用電負(fù)荷都出現(xiàn)了增加。在這樣的電力系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境下，對(duì)應(yīng)的繼電設(shè)備保護(hù)裝置卻沒有得到一定的升級(jí)換代，因此，部分繼電設(shè)備處于超負(fù)荷運(yùn)載的狀態(tài)。隨著繼電設(shè)備工作時(shí)間的逐漸推移，繼電系統(tǒng)的控制開關(guān)會(huì)出現(xiàn)性能下降的問(wèn)題，增加了繼電設(shè)備發(fā)生故障的概率。由于繼電設(shè)備開關(guān)問(wèn)題的出現(xiàn)，將間接地降低電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性。

2.2 電流互感故障

在繼電保護(hù)系統(tǒng)工作時(shí)，若是設(shè)備終端的用電負(fù)荷出現(xiàn)了一定變化，在電流互感的工作環(huán)境下，進(jìn)而造成電力系統(tǒng)短路問(wèn)題的發(fā)生，影響到電力系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量與安全，如上文提到的單相短路、雙相短路和三相短路都是電流互感短路故障的一種形式。

在短路故障發(fā)生時(shí)，短路當(dāng)中產(chǎn)生的電流已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出電力系統(tǒng)的額定電流，隨著電流的瞬時(shí)增加，給電力系統(tǒng)的運(yùn)行造成了一定的影響。通過(guò)對(duì)短路電流的數(shù)據(jù)誤差和電流互感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，則可以發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)系統(tǒng)的工作準(zhǔn)確性出現(xiàn)了一定下降，影響到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3 故障處理措施

3.1 PT與CT的檢測(cè)

電壓互感器盡管出現(xiàn)故障的概率不高，但是通過(guò)對(duì)近年來(lái)的電氣事故進(jìn)行分析總結(jié)，則可以發(fā)現(xiàn)PT設(shè)備短路和CT設(shè)備開路的問(wèn)題仍舊是非常嚴(yán)重的，如相關(guān)設(shè)備的二次線若是連接不牢，非常容易引發(fā)電力系統(tǒng)運(yùn)行問(wèn)題。為了避免此類問(wèn)題影響到繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量與安全，在日常工作開展時(shí)，需要對(duì)PT設(shè)備和CT設(shè)備進(jìn)行有效的檢修，通過(guò)對(duì)二次線的逐個(gè)緊固，確保設(shè)備二次連接線的質(zhì)量與安全。

3.2 故障數(shù)據(jù)分析

在智能電網(wǎng)的建設(shè)背景下，繼電保護(hù)系統(tǒng)得到了很大的更新，當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，繼電保護(hù)設(shè)備可以準(zhǔn)確地記錄相關(guān)故障的發(fā)生數(shù)據(jù)變化。在處理電力系統(tǒng)繼電故障時(shí)，工作人員則可以利用故障診斷儀對(duì)電腦儲(chǔ)存的故障數(shù)據(jù)信息進(jìn)行讀取，通過(guò)對(duì)故障數(shù)據(jù)信息的轉(zhuǎn)化和分析，則可以得出相關(guān)電壓、電流、功率的變化波形圖，在波形圖的對(duì)比分析下，則可以快速地判斷出繼電故障具體發(fā)生的位置以及產(chǎn)生的原因。

3.3 一次側(cè)設(shè)備的完善

在電力系統(tǒng)運(yùn)行管理的過(guò)程中，若是一次側(cè)的設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量無(wú)法得到保證，則會(huì)增加繼電裝置發(fā)生故障的幾率。因此，在繼電保護(hù)設(shè)備出現(xiàn)相關(guān)故障問(wèn)題時(shí)，工作人員需要第一時(shí)間對(duì)電力系統(tǒng)的一次側(cè)設(shè)備進(jìn)行檢查，快速地排除一次側(cè)設(shè)備的故障問(wèn)題。一般情況下，一次側(cè)設(shè)備發(fā)生的電力故障主要有接地故障、絕緣故障、線路短路故障等，都會(huì)引發(fā)繼電保護(hù)系統(tǒng)做出調(diào)整，進(jìn)而影響到電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

4 降低電力系統(tǒng)繼電保護(hù)不故障率對(duì)策

4.1 故障信息收集和分析

當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定事故之后，可以運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)將出現(xiàn)不穩(wěn)定事故時(shí)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行記錄和分析。工作人員可以通過(guò)在出現(xiàn)故障時(shí)的數(shù)據(jù)和信息來(lái)判斷故障的類型，然后進(jìn)行針對(duì)性地解決，最終使得電力系統(tǒng)回到正常運(yùn)行的軌道上。在出現(xiàn)問(wèn)題之后，工作人員最首先要做的就是及時(shí)上報(bào)相關(guān)部門的負(fù)責(zé)人，讓他們及時(shí)將故障信息進(jìn)行提取。

4.2 加強(qiáng)繼電保護(hù)裝置安全管理

繼電保護(hù)裝置安裝的管理需要先做好繼電保護(hù)設(shè)計(jì)工作，其次確保繼電保護(hù)裝置的設(shè)備外觀處于完好的狀態(tài)，然后再按照說(shuō)明書進(jìn)行安裝。而且安裝的過(guò)程必須具有規(guī)范性，確保每一條線路的連接都正確。

4.3 提高檢修方式的規(guī)范程度

在對(duì)繼電保護(hù)裝置故障處理之前，工作人員需要先對(duì)故障的類型進(jìn)行檢測(cè)和故障檢測(cè)的方法，主要有整組實(shí)驗(yàn)法、順序檢查法、逆序檢查法等。在將系統(tǒng)中的問(wèn)題進(jìn)行確定之后，維修人員和檢修人員要針對(duì)這些問(wèn)題制定出針對(duì)性的解決措施，然后再根據(jù)方案進(jìn)行維修。

4.4 人為因素故障處理

目前很多電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置都已經(jīng)引入了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，部分在軟件以及硬件方面的故障問(wèn)題，都可以通過(guò)自動(dòng)化排除的方式來(lái)進(jìn)行解決。如果繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)不穩(wěn)定的狀態(tài)，是人為因素引起的，那么工作人員就需要對(duì)事故的類型進(jìn)行判斷之后，使用科學(xué)合理的措施進(jìn)行解決。

4.5 進(jìn)行技能培訓(xùn)，以提高工作人員的綜合素質(zhì)能力

因?yàn)槔^電保護(hù)裝置在安裝維修以及日常的檢查過(guò)程中都需要有關(guān)工作人員具有較強(qiáng)的專業(yè)技能以及良好的工作態(tài)度，所以企業(yè)要針對(duì)繼電保護(hù)工作人員進(jìn)行技能培訓(xùn)。有效的技能培訓(xùn)過(guò)程能使得繼電保護(hù)工作人員獲取先進(jìn)的維修技能和安裝技能，同時(shí)也能提高他們的綜合素質(zhì)能力。除了技能培訓(xùn)之外，企業(yè)還需要要求工作人員嚴(yán)格的按照規(guī)章流程進(jìn)行，繼電保護(hù)裝置的安裝和維護(hù)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，繼電保護(hù)系統(tǒng)發(fā)揮出了非常重要的作用，通過(guò)對(duì)典型繼電保護(hù)系統(tǒng)故障的分析研究，可以為今后的繼電故障防護(hù)管理工作提供更多的參考數(shù)據(jù)，提高繼電保護(hù)系統(tǒng)的工作可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]賈璟瑤.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障分析與處理措施[J].設(shè)備管理與維修，2018（17）：69-70.

[2]陳金泉.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障分析與處理措施探討[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2018（23）：79-80.

[3]樊曉春，何浩.智能電網(wǎng)背景下繼電保護(hù)的關(guān)鍵問(wèn)題及對(duì)策[J].電子技術(shù)與軟件工程，2019（15）：212-213.

[4]蔣家寧.變電站繼電保護(hù)改造調(diào)試技術(shù)研究[J].南方農(nóng)機(jī)，2019，50（14）：174.

（作者單位：國(guó)家電網(wǎng)秦皇島供電公司）