電力系統繼電保護常見故障與對策分析

王淼 鄭龍 張佳賓 楊舒婷

摘要：繼電保護是電力系統的重要組成部分，繼電保護系統在運行中發生故障，會給電力系統的安全穩定運行造成影響。因此，生產運行管理中可以通過對典型的、常見的繼電保護故障進行分析探討，舉一反三，并采取有效的處理對策和預防措施，提升電力系統的安全性和穩定性。

關鍵詞：電力工程;繼電保護故障;對策分析

1繼電保護所發揮的作用

繼電保護在電力系統發生內部故障或不正常運行狀態時，能夠智能識別電力系統本身的故障或危及安全運行的事件，根據故障的性質，在保護裝置可能實現的最短時間和最小范圍內，將運行的故障設備從系統中切除，或及時發出報警信號。具體而言，主要功能包括：（1）監控電力系統中設備的運行，當被保護的設備發生故障時，相應的繼電保護裝置迅速精確地給故障元件相關的斷路器設備發出跳閘指令，讓故障設備第一時間從電力系統中切除，將事故影響范圍降到最小，降低對電力系統安全穩定供電的影響。（2）科學智能傳達電氣設備各種不正常運行狀態，并根據不正常運行狀態和設備運維條件的迥異而發出相應的指令，警醒值班工作人員及時高效地采取相應的措施，或可由自動裝置自動進行相關的跳閘及控制。（3）實現對電力系統設備的自動化控制和遠程操作，以及對工業生產的自動控制。

2繼電保護的常見故障類型和應對措施

2.1電流互感器飽和引起的保護誤動

在最近若干年的電力生產中，出現過電流互感器在保護區外故障或大容量電動機啟動時，因流過電流互感器電流過大，造成電流互感器出現飽和，導致差動保護誤動作的事故。主要原因有：（1）電流互感器在設計選型上未選用容量足夠的保護級電流互感器。（2）在施工調試階段，電流互感器因安裝、調試等因素造成現場組別接線錯誤，導致差動保護選用計量級電流互感器。

針對這一故障，應采取如下對策。首先，在設備選型上應進行電流互感器的核算，根據電力系統短路容量來合理選擇電流互感器的容量，滿足相關繼電保護裝置上下級整定配合和可靠性的要求。其次，在施工調試階段，應認真核對圖紙與現場實際接線情況，根據廠家提供的電流互感器銘牌及伏安特性報告，確認CT組別，防止差動保護電流互感器組別選擇不當。

2.2CT、PT接地問題引起保護誤動及拒動

所有互感器的二次繞組回路都必須有且只能有一點接地。現場由于等電位地網及二次回路接地不規范，二次電氣設備繁多且二次回路接線復雜，再加上電纜絕緣老化以及人為接線錯誤等因素，導致二次回路經常出現多點接地的安全隱患，在外部嚴重干擾情況下，出現繼電保護裝置誤動作或拒動的安全事故。如當PT二次回路出現多點接地，在一次系統出現接地故障的時候，因故障點電位及變壓器中性點電流的影響，造成保護裝置采樣到的二次電壓與實際故障相電壓不一致，對保護裝置的動作行為產生影響，出現保護拒動或者誤動的風險;當CT二次回路出現多點接地，當一次系統出現接地故障的時候，因二次電流回路存在分流，導致保護裝置采樣到的電流出現一定的偏差，對保護裝置的動作行為產生影響，出現保護拒動或者誤動的風險。

2.3繼電器誤動作引起的跳閘事故

為了提高二次回路繼電器的可靠性，現場二次回路及保護裝置可采取如下預控措施：（1）在設計上應對繼電器的用途、型號、廠家及參數進行最佳設計。（2）對二次回路中重要的出口繼電器及保護開入信號，應采取防止繼電器誤動的措施。如外部開入不經閉鎖直接跳閘（變壓器非電量保護、線路保護遠方跳閘，母差失靈保護開入等）的重要回路，應在啟動開入端采用大功率中間繼電器，并要求其動作電壓在55%～70%Un范圍內，動作功率不低于5W。（3）保護裝置重要光耦開入信號應使用強電光耦電源。在保護裝置內，涉及直跳回路開入量應設置必要的延時防抖措施（由保護裝置軟件實現），防止由于保護開入量的短暫外部干擾造成保護裝置誤動出口。（4）對于現場不滿足反措要求的繼電器，應及時進行整改，消除隱患。

2.4定值整定問題引起的保護誤動及拒動

電力系統繼電保護定值的正確整定和執行是保證繼電保護裝置正確動作的兩個重要條件。現場技術人員在執行定值時，往往因為設備及人為等多種因素出現誤整定的情況。主要原因有：（1）在設計、基建、技改等階段未能及時、準確地向保護計算人員提供有關的計算參數、圖紙等。（2）繼電保護定值在執行過程中因人為因素導致的保護誤整定，如定值核對錯誤、保護定值數據執行錯誤、控制字、跳閘矩陣執行錯誤、軟壓板執行錯誤、定值區執行錯誤等。

2.5繼電保護裝置質量問題引起的保護誤動和拒動

繼電保護裝置質量問題引起的保護誤動或拒動主要的原因有：（1）繼電保護裝置原理和保護邏輯功能存在缺陷導致保護誤動或拒動。（2）繼電保護裝置零部件質量不合格，精度低。（3）繼電保護裝置運行年限及運行環境等問題造成元器件的老化，從而影響繼電保護設備運行的工況。（4）繼電保護裝置開關電源模塊異常導致繼電保護裝置退出運行甚至引起保護誤動或拒動。

針對上述問題，可采取如下措施。首先，保護裝置的選型、功能配置、邏輯，必須滿足有關標準、規范、規程、規定及其他相關的設計、技術監督文件的要求，并經相關繼電保護管理部門同意。保護裝置選型應采用質量優良、技術成熟、性能可靠的產品。其次，加強繼電保護裝置較薄弱環節的開關電源模塊校驗及更換。最后，繼電保護裝置應嚴格按照相關的檢驗規程、規范進行檢驗，對于繼電保護裝置運行年限超期的，應及時進行保護裝置安全性評估及升級改造，提高繼電保護裝置的可靠性。

3結束語

繼電保護工作是確保電網運行安全穩定的最重要的一道防線，在工作中，一方面應對生產過程中出現的各種故障進行原因分析及經驗教訓的總結，并提出相應的改進措施及預控措施。另一方面，要加強專業隊伍建設，培養綜合性技術人才，積極探索新形式下的繼電保護管理工作，保證繼電保護的安全可靠，促進電力系統的穩定。

參考文獻

[1]關于電廠繼電保護裝置檢修與管理的探討[J].吳小忙.黑龍江科技信息.2017（01）