繼電保護故障診斷及處理對策

蘇春鎖　劉喬保　殷俊

摘要：當前，隨著人們經濟水平的逐步提升，越來越關注到電力系統的安全平穩運行問題，在此過程中，正確對于繼電保護故障進行診斷，并提出有針對性的措施則具有明顯的意義。如果電廠不加以重視這方面的問題，就不會實現預期的電力系統的高效運行目標，自然就降低了電廠的安全運行的可靠性。

關鍵詞：繼電保護;故障診斷;處理對策

繼電保護的質量與電力系統的整體運行具有密切關系，直接影響到電力系統運行的安全性和穩定性。繼電保護裝置能將電力系統設備的工作狀態反映出來，及時發現運行狀態不正常的設備并切除電力系統故障，將故障對電力系統的影響降到最低。因此，對繼電保護的故障及維修技術進行探討具有重要的現實意義。

1電力系統繼電保護裝置分析

電力系統運行中電力繼電保護裝置發揮著重要作用，當電力系統出現問題時，繼電保護裝置可以及時判斷故障原因并采取具體措施，并將命令及時下達給故障所在位置附近的斷路器，將故障位置與系統隔離出來，最大程度降低問題影響，確保其余部分正常運行。同時繼電保護裝置可以實時監控電力系統運行，保證系統處于正常運行，避免故障影響整個系統，并及時采取解決措施。系統監控過程中分心電力系統運行，并將問題及時反饋給管理人員，保證管理人員全面掌握電力系統情況，出現問題后最快速度解決。

2電力繼電保護裝置的功能

2.1保證電力系統運行安全

當電力系統在運行中有異常狀況發生時，電力繼電保護裝置可以快速精確地發出切斷指令，隔離故障部位，同時發布警報，保證其余設備的正常運轉。該裝置還可以對電力系統的運行狀況進行監測與控制，保障電力系統的安全平穩運轉。

2.2自動分析電力系統異常狀況并發布指令

當電力系統在運行中有異常狀況發生時，電力繼電保護裝置會自動檢測并且分析發生異常的原因，快速準確地判定故障出現的部位及故障原因。電力繼電保護裝置一旦發現異常，即發布警報信號，提示工作人員進行故障設備檢修和相關處理。若無人值班，繼電保護裝置會自動發布指令進行調整，選擇性摘除異常的故障設備或者元件，保證電力系統安全平穩地運轉。如果沒有這套裝置，一個小故障可能會產生大損失，嚴重者導致整個電網生產傳輸系統癱瘓。

3電力繼電保護的故障診斷方法及技術原理

3.1基于小電流接地系統的故障診斷方法

如果出現了小電流接地系統單相接地的狀況，電壓與電流在接地點的前后向支路和正常的支路都會出現異于正常運行的特點，接地線路附近的電磁場同時產生變化，因此可以利用電磁場是否又變來判斷單相接地故障的故障位置。具體的做法是首先對小電流接地系統進行穩態分析。試驗正常支路和故障支路的故障點探測，得到相應的參數，在對相關參數進行分析，可得出故障狀態下，各支路零序電壓電流及功率的特點。之后對各線路四周的電磁場做仿真探測，得出三相電壓和零序電壓與電流形成的電磁場有替代性，然后利用得出的諧波電流電壓產生的電磁場探測故障點并進行定位。通過建立數學模型，仿真得出故障時的電流暫態信號。對該信號做小波分解，得出支路正常運行與發生故障時的電流能量時譜，然后利用該信號的瞬時特征和頻帶特征量，能夠識別判定出故障支路和故障接地相。

3.2綜合故障分析系統的繼電保護和檢測方法

第一種方法是網絡化。將涉及到的繼電保護裝置進行串聯、縱聯，然后利用主站統一管理，同時將提供了通信方面的支持，如上傳故障數據、處理與通訊等。第二種是人工神經網絡。人工神經網絡的理論基礎是生物神經系統中的神經網絡、遺傳算法及模糊邏輯等技術，人工神經網絡擁有自學習、自適應、自學習以及模式識別的能力、將信息分布存儲并將其進行并行處理等優點，應用在電力系統繼電保護中能夠迅速判斷出發生故障的類型，確定發生故障的距離，從而對電力系統中的主設備進行保護。第三種是自適應控制。利用自適應控制繼電保護可以實現電力系統運行狀態的實時監測，同時根據運行狀態的變化調整自身的保護性能和特性，很大程度上改善了繼電保護裝置的保護性能，提高了電力系統運行的安全性和可靠性。

4繼電保護裝置故障處理措施

4.1引入參照對比法

參照處理方法主要是比較問題裝置和正常裝置之間的差異，并通過比較找出問題發生的位置。此方法在主要在連接線誤錯和定值校驗中使用較頻繁，而特定的使用條件主要包含以下幾種。（1）當電力系統進行線路改造或裝置更換時，如果設備無法完成相關工作，就可以利用這種方式進行維護。更換開關后，如果其還不能正常運行，很可能是因為二次接線錯誤，這時就還可以利用對比相鄰線路的方法進行尋找。（2）在定值校驗時，如果繼電器檢測的數值與其整定值存在很大出入，不能盲目認為產生這一故障的主要原因是繼電器的性能存在問題，需要先調整繼電器的校準值，進行校準處理。如果再次發生這種情況，可以用其他繼電器對同一位置進行測量，如果沒有問題，就表示是測量表的問題，只需要更換繼電器就能解決問題。

4.2熔斷器保護措施

在研究DG對熔斷器的影響之前，先對熔斷器保護的原理進行簡單的介紹。在分支電路上，通過較大的不允許電流時，在熔斷器位置會出現較多的熱量。這些熱量會跟電流的大小以及持續的時間成正比，當熱量到達一定程度時，熔體或者熔絲由于熱量的影響會發生熔斷，從而切除故障線。當出現單側電源故障時，熔斷器能夠及時對電源進行切斷，通過實驗表明，這主要是由于熔斷器距離故障點較近導致，而距離較遠的熔斷器不會發生熔斷。可見熔斷器默認使用就近原則對分支線路進行保護，所以保護線路的響應時間也比較短。分布式發電接入對熔斷器的影響可以在下面的實例中得到體現。設定配電網中存在著兩個分支線路，分別為1和2。并且兩個分支線路分別存在的故障點為K1和K2。故障點K1連接較近的熔斷器F1，與F1具有合作關系的熔斷器為F2。此時在分支線路2上接入DG，如果K1發生故障時，分支線路2中的DG與系統側電源同時向K1點進行故障電流供應，進而對故障進行消除。只是故障消除的同時也破壞了熔斷器F1與熔斷器F2之間的合作關系，就近性原則得不到實現。由于熔斷器對反向故障電流不能及時識別，當電流過大且持續時間較長時，會導致熔斷器的損壞。

4.3引入設備狀態檢修技術

通過統計研究，在繼電保護裝置管理檢修中使用設備狀態檢修技術能夠有效降低安全風險系數，同時在工作中對變電設備和運維人員的安全進行保護。在傳統檢修過程中，運維人員由于工作強度高、工作量較大，因此容易出現疲勞作業的情況，導致工作效率的降低，嚴重時還會導致事故的發生，存在一定的安全風險。使用設備狀態檢修技術可以大大緩解這一問題，通過降低繼電保護裝置管理的工作量來降低安全風險發生的幾率。通過實時監測變電設備的運行狀態，設備狀態檢修技術對于制定生產計劃具有重要的輔助作用，從而保證檢修頻率的合理性。為進一步保證電力企業生產計劃的科學性和合理性，設備狀態檢測技術還需要跟變電設備治理工作進行結合，通過對設備狀態和檢測結果的統一分析，保證相關措施的科學性和合理性，從而進一步提高繼電保護裝置運行的質量和檢修的效率。由于使用設備狀態檢修技術可以明顯降低運維工作人員的工作量，從而降低設備停電的次數，對于電路系統的安全性和穩定性起到重要的保障作用。另外降低人員參與，還能有效降低線損，從而實現節約資源、降低成本的目的。

結論

綜上所述，隨著電力系統中逐步應用自動化技術、智能化技術，通過不斷優化繼電保護系統的穩定性，確保內部程序協調，為電網安全、穩定運行塑造一個良好的內外環境。本文中詳細分析電力系統機電保護的重要性，全面探討裝置故障原因，給出具體完善措施。

參考文獻：

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