電力系統繼電保護及故障檢測分析

曹柯 李媛媛 四川宏業電力集團有限責任公司益森電力工程分公司

我國歷來非常重視電網建設，現階段城鄉電網不斷完善健全。如何確保電網正常運行，電力企業需要切而實際的有效方法，而繼電保護就是其中的一種。如果電力系統突然出現了故障，此時，繼電保護裝置就會突然斷開，避免故障線路處于工作狀態，從而保證其他線路的正常運作，避免大面積停電的情況發生，把停電對生產生活的影響降到最低限度。及時查找出問題、果斷采取應對措施，是對一個電工維修技術的考驗。快速排除故障，確保電力系統安全運行，是電力公司追求的主要目標。在實際工作中，電力系統會出現不同的問題，而在降低損失方面，繼電保護發揮了不可替代的作用。

一、繼電保護裝置概述

所謂的繼電保護裝置就是電力系統在正常運行中突然發生故障，或是在系統運作期間出現危害生命或設備安全狀況時，繼電保護可將硬件問題與所有設備隔離開，并激活警報系統。專業護理人員可以及早發現人們實際工作中的問題，從而在短時間內消除故障并確定護理的開始。在這樣的條件下，諸如發電機和輸電線路之類的關鍵設備已經得到大規模開發，有效地減少了損失。

電力系統正常工作情況下，因為繼電保護裝置存在的誤動問題將會使得電力系統原有的備用容量以及多數輸電線路無法正常工作，繼而引發沉重的經濟損失影響。雖然誤動問題確實會帶來一定的經濟損失影響，但是這些經濟損失多數都能夠控制到電力企業的承受范圍內；然而，如果出現誤動問題的同時還表現出拒動問題，則很大程度上會讓電力企業傷筋動骨。在當前的電力發展背景下，誤動問題以及拒動問題兩者呈現出同等關系作用下的矛盾性，由此明確，在實現繼電保護裝置控制期間，需要將其誤動以及拒動都控制在相對平衡的狀態，如此才能夠確保整體管理工作順利完成[1]。

二、繼電保護裝置的重要意義

（一）保持電力系統穩定運行

電力系統的穩定運行對于社會生產和群眾的日常生活都有著重要的影響，繼電保護裝置可以維持電力系統的穩定運行，確保電力系統在運行過程中不會出現問題，還可以對出現的故障進行一個詳細的分析，可以及時了解到發生故障的原因，從而可以快速地解決問題，避免故障發生時間過長對設備造成損害，使得電力系統可以長時間的正常運行，保障了電力系統的穩定運行。

（二）監控電力系統的運行狀況

繼電保護裝置可以反映電力系統的運行狀況，使得電力工作者可以隨時對各種設備的運行狀況有一個很好的監控和了解，可以及時發現設備存在的隱患，通過設備發出的各種信號判斷出設備的運行狀態，針對設備的現狀做出一定的措施，這樣才能更好地維持電力系統的正常運行。繼電保護裝置還可以把信號傳輸給繼電保護自動控制設備，從而對電力系統進行調整，使電力系統可以正常運行。

三、電力繼電保護的故障分析

（一）開關設備方面

繼電保護設備的復合開關、組合設備開關屬于常見設備，作用方式、地點等存在明顯差異。復合開關應用在進口開關線柜中，常用在變壓器出口位置中的線柜一般都是熔斷器開關，在開關設備的實際應用中，遵照實際情況進行選擇使用，應用方式不合理會致使電路系統出現故障問題，因此一定要進行合理選擇。如果設備故障出現問題，需先判斷電網是否有異常情況，如沒有則故障原因可能是開關質量不佳導致。

（二）運行過程故障

在繼電保護設備的運行過程中，還會存在許多的故障問題，這些都是不可避免的，主要是因為繼電保護設備長時間的運行過程中導致某一部分的溫度過高，導致設備出現故障。電力系統的繼電保護裝置在實際的運行過程中主要體現在變差保護開關拒合，電壓互感器還會出現二次電壓回路的狀況，在實際的電力運行過程中電壓互感器內的零件還會出現損失或者滑落的情況，因為電壓互感器是機電保護裝置最基礎的部分，如果電壓互感器出現了問題及會導致機電保護裝置不能很好地發揮作用，后續的裝置發揮不出原本的作用。

（三）干擾絕緣因素

電力絕緣因素對于電力系統的繼電保護裝置會產生很大的影響，在正常的情況下，電力保護裝置的外部都會包裹著絕緣皮，但是長年累月的使用就會導致外部的絕緣皮慢慢脫落，這樣在不良天氣下繼電保護裝置的安全就無法得到保障，所以要定期對繼電保護裝置的線路進行檢查，確保線路外部絕緣皮的完整，減少繼電保護裝置出現問題的可能。在繼電保護裝置中沒有連接抗干擾電容，這樣導線阻抗過小，周圍的磁場過大就會產生一定的影響。

（四）互感器出現飽和

在社會發展過程中，對于電力的需求越來越多，很多的設備和生產都需要依靠電力來解決，這樣社會所需的電容量就會逐漸增加使得電力設備的負荷隨之增加，電力系統所輸送的電流就會超出預估值，這樣電流互感器就會出現問題還會出現一定的誤差。在電流短路的情況下，電流互感器會瞬間飽和，這樣就會導致繼電保護設備無法對通過的電流進行有效的辨別，導致電力系統無法正常工作，對社會生產和群眾日常生活造成影響。

四、繼電保護故障檢測方法介紹

（一）參照法

對繼電保護裝置進行日常檢測的最常用的方法就是參照法。通過這個方法對繼電保護故障進行檢測，需要使用它的正常數據作為參考。通過對繼電保護裝置里的參數進行大量的比對和分析，從而才能找出故障所在的具體位置，以及找出排除故障的其他相關因素，為徹底排除故障打下堅實的基礎。一旦發生接線問題的時候，工作人員的通常做法是，利用參照法對故障進行及時檢測，確保以最快速度排除故障。同路改造是電力系統經常面對的工作任務，在改造過程中，通常的做法是對繼電保護裝置進行更換。但是，在運行一段時間后，就會發生同路接線困難等問題，在這種情況下，只能按照參照法進行故障排除處理。在檢測的過程中，檢測出來的數值和繼電保護裝置的標準數值之間誤差比較大，對繼電保護裝置的問題就不好判斷，這時候不應該對設備的刻度指示進行常規化的調整。正常的做法是，應該對其他元件進行檢測并分析，從而進行綜合分析。在處理問題的過程中，確保繼電保護裝置是同一個回路是基本的要求。如果檢測的結果真實可靠，而且確信裝置存在問題，就要及時進行更換處理。

（二）分段法

在日常的維護工作中，分段法也是常用的檢測方法。按照這個檢測方法，首先要對系統中的繼電保護裝置進行劃分，根據一定的順序對設備逐個進行檢查并找出故障。在這個檢測過程中，對高頻保護收發機的定期檢測是重要的內容，查的內容主要包括兩部分：一是檢查設備的運行是否正常。二是檢查接收信號的情況。通過分段法的方式進行劃分，從而對收發機和大型設備的運行情況進行檢測，這種檢測的方法就叫分段法。這種檢測的方法必須確保通道的通暢，在通道通暢的情況下接入相應的負載。完成以上工作以后再結合通道情況對繼電保護的故障進行初步判斷，找出故障存在的具體位置，并采取必要的措施進行處理，確保電網的安全[2]。

（三）替換法

在實際工作中還有第3 種檢測的方法——替換法。這種方法比較容易理解，按照通常的說法，當保護裝置里的某個元件出現故障的時候，就找相同的元件替換它，然后，對使用的情況進行檢查。這通常出現兩種情況：第1 種情況是把元件替換了以后，系統馬上運行正常，這種情況說明問題出在元件上；第2 種情況是把元件替換上去后故障依然存在，這種情況說明，問題不是出在元件上，最初的判斷是錯誤的，所以要繼續查找故障的位置。和前面介紹的兩種方法相比，前面的方法相對復雜，而且技術含量太高，而這種方法比較簡單而且容易操作，因此，在實際工作中的運用相對廣泛。但是，這個辦法也有一個缺陷，就是查找故障比較浪費時間，使得故障不能及時排除。

五、電力系統繼電保護問題常見解決對策

（一）提升工作人員的專業能力

電力工作人員的專業素養和技能，是保證電力系統安全穩定運行的重要前提。因此，需要不斷強化工作人員的技術水平。可以通過在職培訓等方式，提升電力工作人員的專業知識和技能；通過引進高素質人才，實現高效率的工作要求；需要改善考核機制中不合理的部分，確保績效考核體現公平公正和激勵員工的作用，促使工作人員對崗位工作積極熱情，準確有效地應對繼電保護工作中的各類問題，掌握繼電保護的技術前沿。

（二）提升設備的裝備水平，建立合理的繼電保護系統

設備技術水平的提升，對繼電保護系統性能的改善具有重要作用。在電力系統繼電保護工作中，應當不斷提高元器件的裝備水平，滿足繼電保護的要求。從實際情況出發，需確保元器件滿足技術指標的要求。同時，與繼電保護相關的各項制度需要不斷完善，如運行、維護和檢修方面，需要有明確的規章制度，確保設備檢修和維護工作有序展開，從而保證繼電保護裝置正常工作。此外，需要考慮措施的科學性，可以通過參照對比法、置換法等及時排查設備元器件中潛在的或已出現的故障，從而保障繼電保護裝置安全運行。

（三）計算機網絡技術

隨著計算機網絡技術在電力系統中的不斷應用，電力系統網絡化已經得到了長足發展。因此，技術人員需要在電力系統尤其是繼電保護裝置中融合智能技術和計算機技術，以增強繼電保護裝置的自動化水平，同時可以對監控設備和遠程的終端單元進行自動化控制，從而更便捷地傳輸電力信息。

（四）強化自適應裝置

如果電力系統出現突發狀況，則可以通過繼電保護自適應裝置進行解決。這種自適應控制措施能夠更好地分析突發情況，及時準確地啟動解決選項。通過強化自適應裝置，可以更有效地保障用戶的安全用電。這種自適應控制措施是對繼電保護技術的加強，在保護效率方面的能力更強，且在國內外電力系統應用中發揮了重要作用。所以，可以通過這種方式來解決繼電保護技術應用中經常出現的問題，確保繼電保護裝置穩定運行。

（五）繼電保護設備的日常保護

對于繼電設備進行日常的維護和管理是為了確保機電設備的正常工作，不對電力系統的運行產生影響，使得電力維護工作人員可以提前發現一些隱藏的問題，還可以及時地檢測設備的運行狀況，制定合理的維護計劃，確定維護工作的標準及相關規定，讓維修工作人員可以有一個參考標準，使其他的電力設備與繼電保護設備之間保持一定的距離，防止電流短路對設備的影響。還有就是在設備的維護管理階段，工作人員要進入繼電保護裝置的內部進行一個全面的檢查，對設備進行全方位的分析，可以及時發展裝置內存在的故障，及時采取措施進行控制，還要對檢測維護的過程進行詳細地記錄，為之后出現相似的情況提供參考作用，保證基點保護設備的正常運行[3]。

六、結束語

在電網的運行過程中，離不開繼電保護。如今的電網系統繼電保護裝置已經得到了廣泛應用，在維護電網安全運行方面發揮著重要作用。但在實際操作中，繼電保護裝置也經常會出現故障，因此及時檢測繼電保護故障并進行排除，對確保電網安全運行意義非同尋常。