煉化企業常用繼電保護故障原因分析及處理措施

張鴻晟

（中國石油克拉瑪依石化有限責任公司，新疆克拉瑪依 834003）

0 引言

繼電保護裝置是保證電力系統正常運行的核心部分，如何快速有效對電力系統繼電保護的故障進行處理，成為當前電力工作者需要解決的緊迫問題[1]。近年來，隨著電力系統的安全穩定運行和不斷發展給國民經濟和社會發展帶來了巨大的動力和效益。但是，若發生故障，將帶來嚴重后果。繼電保護（包括安全自動裝置）就是保障電力設備安全和防止及限制電力系統長時間大面積停電的最基本、最重要、最有效的技術手段[2]。

1 繼電保護存在的意義

電力系統的組成元件數量多，結構各異，運行情況復雜，覆蓋地域遼闊。因此，受自然條件（如雷擊、倒塔）、設備（如內部過電壓）及人為因素（如運行人員誤操作、外力破壞）的影響，電力系統會發生各種故障和不正常運行狀態[3]。其中，最為常見、危害最大的故障就是各種形式的短路。在每一個電氣設備上，繼電保護裝置裝用來避免故障和不正常運行情況，從而有效、自動地處理事故。

2 煉化企業常用繼電保護類型

（1）根據保護功能可分為異常運行與短路故障保護。

（2）根據被保護對象可分為輸電線與主設備保護。

（3）根據保護裝置運算處理信號量及分類實施比較，分為數字式與模擬式保護。

（4）根據保護動作原理分為過電流、差動、過電壓保護、低電壓、高頻（載波）、距離保護等保護。

繼電保護最核心的目的是用來檢測電流系統中出現的故障或者異常狀況，從而發出報警信號，或直接隔離或切除故障部分的一項關鍵舉措。繼電保護裝置是對運行中的電力系統設備和線路進行監視，以檢測在一定范圍內是否有事故或異常情況，并能發出信號自動裝置或跳閘命令。研究可能危及安全運行的異常情況以及電力系統故障，從而探討繼電保護反事故自動化措施的相應處理對策。

3 常用繼電保護故障原因

3.1 開關設備故障

繼電保護裝置在正常運行過程中，如果繼電保護裝置與電力系統之間的匹配出現或者存在問題，那么一定會導致開關設備出現故障，對系統的穩定運行產生較大的影響。根據以往電力系統的建設情況來看，電力輸送都是憑借配電變壓器進行的，所以開關設備正常運行對其而言意義重大，因此應對開關設備嚴格要求。但是實際使用過程中部分變電站的開關設備缺乏自動化功能等，特別容易出現設備運行超負荷類故障，在某站很大程度上影響了開關設備的正常運行。

3.2 設備運行故障

在運行過程中，電力系統繼電保護裝置故障頻頻出現的主要原因有：①設備持續運行降低靈敏度進而出現設備損壞及設備不斷老化等問題；②主變差動保護開關拒合；③二次電壓回路問題，因為它會對電壓互感器的運行性能產生較大影響，如果不能及時處理問題，就會影響二次回路的正常運行，導致繼電保護故障率顯著增加。

3.3 元件損害故障

安裝電力機電保護裝置時會用到很多配置與元件，需要嚴控其質量，以降低設備故障問題的發生。電力系統繼電保護裝置中原件不斷損壞、故障，會嚴重影響裝置的靈敏性，影響裝置的整體效用，最終對電力系統的穩定運行產生十分不利的影響。

4 常用繼電保護故障處理措施

4.1 設備狀態檢修技術

在繼電保護裝置故障處理過程中，設備狀態檢修技術可以有效減少工作風險，保障相關工作人員的生命安全、保護變電設備。以前在開展繼電保護設備的檢修過程中，電氣工作人員不僅工作強度較高，而且隨時面臨著諸多安全風險，一旦在某一工作環節中出現不必要的失誤，將會造成安全事故，危及現場工作人員的生命安全。因此，亟需將設備狀態檢修技術引入繼電保護故障處理中，通過對變電設備運行情況進行實時有效監測，再結合監測數據結果制定一系列科學合理的生產計劃，使設備檢修工作的頻次更加合理，電氣運維人員的生命安全也得到了保障。

4.2 電路拆除法

電路拆除法其實就是拆除主要存在的電路，排除里面的故障點它也是一類維護電氣繼電保護系統的重要有效舉措。串聯電路中如果有一個地方發生故障，則整個電路都會受到影響，電器之間相互作用，可以逐個排除故障，如果其中一個被拆下且沒有電流流過其他電器，則故障發生之處已找到。而并聯電路的故障位置電器間互不影響，這一特點可視為保護電路的主要方法。

4.3 設備參照處理技術

在處理電路系統繼電保護故障時，利用設備參照處理技術可最快找到故障位置，從而分析故障，然后應用切實可行的舉措來處理。簡言之，比較分析故障設備和正常運行的設備，然后對繼電保護裝置的故障位置進行確定，從而使后續故障處理工作有據可依。例如，在對電力系統的回路進行更換時，需要認真觀察二次接線后的運行狀況，一旦二次回路處在優質的運行狀態則可應用同樣的設備，相反就需要更換設備。更換設備后，如果不能確保開關正常運行，則就證明有故障存在二次接線中，為此應進行及時處理。利用該技術能夠更好地提升故障處理效率，確保電力工作人員在面對各類故障問題時能夠快速有效地進行處理，對癥下藥。

4.4 設備置換處理法

設備置換處理是一種常見的故障處理技術，在繼電保護故障處理中的應用效果良好，不僅能高效處理設備故障問題，還可以明顯提升故障處理的總體效率。在具體應用中，主要是在判斷某一設備運行異常時用同一臺設備進行更換，然后對問題設備中各部件的性能實施評估，把設備故障控制在最小范圍內。該方法的原理主要是：置換可能發生故障問題的設備元件，當其中一點繼電保護裝置恢復正常運行狀態，則說明元件內部有故障存在；置換完成后，若該電路系統繼電保護裝置仍處在停止運行種或異常運行時，就需要對其他部件進行排查，判斷其否有故障存在。

4.5 故障排查處理技術

為了快速有效處理繼電保護故障，務必充分利用處理技術和故障診斷，其目的主要是對繼電保護裝置中的故障點進行詳細檢查，避免盲目大面積查找故障，造成效率低下，因此通過對故障點檢查就能有效找出繼電保護裝置的故障位置，便于及時處理繼電保護故障，節省時間，提高效率。如果繼電保護裝置串聯節點經常出現故障，則對該部分進行故障診斷，采用多用表點閉鎖分區進行故障分析，檢測出故障位置，并根據多用表保護屏給出的信號確定故障位置。同時，電位測量法對故障點的分析和確定有很好的效果，可以檢測出二次回路中的電壓和電流，找出各節點存在的問題，能更合理地分析交換機設備故障的原因。對于交流電路故障的處理，可以采用負載檢測法對故障進行分析。確定故障點之后，第一時間采取有效措施進行處理，以確保整個系統正常運行。故障排除流程如圖1 所示。

圖1 故障排除處理技術流程

5 結語

電氣系統的安全運行，不可或缺的就是電氣繼電保護裝置，所以需要對其加以重視，只有對其與系統進行持續的強化檢測與維護，并應用合理的技術預防與排查其中常見的部分故障，才能夠最大限度降低故障風險概率。在日常維護工作中還也需要持續提升維修技術水平，強化工作人員的專業技能，使其更具責任心，有效應用信息化技術，提升預防與排查風險能力，最終確保電氣繼電保護系統與裝置高效、順利、平穩運行，保證電力系統的安全運行，為所屬煉化企業創造一定的經濟價值以及社會效益。