變電站中繼電器常見故障分析及對策

孫洪能

摘 要：本文對 110kV 變電站繼電保護器常見故障進行了分析，并提出相應的解決措施，以期為我國的變電設備運維工作提供借鑒。

關鍵詞：變電站 繼電器 故障分析 解決措施

1繼電器概述

繼電器是一種電控制器件，可以給予規定輸入量并保持足夠長的時間，在電氣輸出電路中使被控量發生預定的階躍變化。當輸入量降至一定程度并保持足夠長的時間后再恢復到初始狀態常見繼電器由控制電流通過線圈所產生的電磁吸力驅動磁路中的可動部分實現觸點開閉或轉換功能主要由磁路系統返回系統及接觸系統三大部分組成。此外，有根據氣體壓力變化控制觸點通斷的繼電器，如六氟化硫繼電器;還有根據氣體流速變化控制觸點通斷的繼電器，如氣體繼電器介紹了繼電器的選型要求和使用注意事項，介紹了繼電器的主要參數及其擾動因素。結合實際工作中的繼電器失效案例從可靠性評價條件、失效機理、可靠性改善三個方面進行研究，為可靠性理論和實際工程提供參考文獻1討論了繼電器在使用過程中觸頭部分的故障，并給出了相應的處理方法。

繼電器廣泛應用于電力系統中，目前，包括組合電器、變壓器、斷路器、隔離開關等在內的變電設備二次回路中大量使用繼電器，以實現保護與控制的功能，繼電器在使用過程中經常發生故障。如果處理不當，會給整個電力系統造成潛在的危機，甚至造成系統癱瘓[12-15。因此，有必要對變電站中繼電器的常見故障進行分析總結。

2變電站分類

作為聯系發電廠和用戶的中間環節，變電站是改變電壓、控制和分配電能的場所起著變換和分配電能的作用。目前變電站的分類情況有以下幾種。

第一種，按在電網的地位分類。第一類是板紐變電站，是整個系統的板紐，與許多電源連接，因此有很多回路，也要求更大的電容量，電壓在330kv以上，如果樞紐變電站停電后果非常嚴重，基本上會導致大片地方沒電，因此需要進行合理的維護，保證電站長期穩定地運轉。第二類是中間變電站，主要位于系統的各個主要位置，作用同樣很重要，如果斷電，會引起局部停電，電壓范圍在330kV到220kV之間。第三類是地區變電站，主要管理一個小區的供電，如果停電會導致一個小區域停電，影響范圍有限。標準電壓一般是220kV。第四類是企業變電站，也就是企業的專用變電站，電壓的范圍是35kV到220kV之間。如果停電，就會影響企業的供電。第二種，按控制方式分類。第一類是集控站（基地站），這種系統主要用來對無人值班類型的變電站進行監控和管理，一次可以監控多個變電站，同時采用自動化的管理模式。不僅如此，該系統還可以收集信息，并且對信息進行分類管理，對于管理的各種細節都可以處理，屬于典型的智能信息處理節點。第二類是受控站（子站），處在主站的監視之中，構成供電網絡的環形網的主體第三種，按電壓等級分類。第一類是特高壓變電站，電壓一般在1000kV及以上。第二類是超高壓變電站，電壓范圍在750kv到330kV之間的變電站。第三類是高壓變電站，電壓范圍在220kv到35kV的變電站第三種，按運行模式分類。

3繼電器常見故障分析

3.1繼電器觸點機構故障

3.1.1超負載工作

繼電器失效的核心問題就是繼電器的觸點故障，這也是一種常見故障。繼電器觸點實際切換的負載電壓會因最大電流以及電路特征而有所不同，所以繼電器的觸點開關并不能夠適應于從零到規定額定值的所有負載。繼電器的負荷應力不應過小，在使用中如果超過觸點的最大額定值，輕則造成壽命縮短，可靠性降低，出現觸點變形、復位彈簧變化等現象，重則導致燒毀觸點，造成失效。當控制電路負載或操作頻繁時，會造成繼電器超負荷工作，此時會因為觸點溫度過高產生焊點融化現象。繼而導致繼電器接觸點無法斷開，或者粘連造成接觸不良。

3.1.2分段電路時產生的飛弧導致故障

繼電器在大負荷工作狀態下容易產生飛弧燒毀觸點，造成觸點表面凹凸不平，機械性咬合無法分開的狀況，尤其是一些繼電器在設計上并沒有專門的降弧裝置，或者是降弧效果不理想，導致繼電器觸點在分開和吸合時產生較大的電弧火花，并日燃弧長、飛弧的溫度高達數千攝氏度，而且本身具有導電性，危害性強。不僅會加快磨損繼電器表面，而且容易造成繼電器故障、短路故障、操縱系統失靈等現

3.1.3繼電器觸頭松動引發故障

繼電器使用時間過長，會容易出現觸頭松動，表面灰塵堆積、氧化、毛躁等現象。在日后的工作中會表現出變現為動、觸頭接觸不牢靠、電阻變大有間隙、接觸面積下降等，嚴重時會導致不通電的現象，

3.2繼電器線圈常見故障

線圈是繼電器的重要組成部分，是實現電能轉化為磁場并帶動觸點運動的部件線圈斷電將導致繼電器無法動作，是繼電器的致命故障，現階段我國變電站中所使用的繼電器繞線機均是通過高速轉到線圈架繞制線圈的，繞線架的光滑度不夠會使模具出現毛邊，而毛邊會割傷漆包線，輕則損傷漆膜，重則直接割斷漆包線，造成線圈斷電。

當線圈額定加電壓與實際工作電壓不匹配時，即控制回路電壓過低，達不到額定工作電壓的有效值時，會出現短路或短路的現象，進而使繼電器無法正常工作。同時一些比較隱蔽的繼電器故障，例如線圈鐵芯沾有油污、鐵心片間絕緣漆受熱融化進而出現鐵芯不吸合、不復位、燒線圈的問題。

4預防措施

變電站中繼電器對于變電設備的安全、可靠運行具有重要意義。就繼電器而言，提高其使用壽命或節省一個繼電器，價值少則十幾元，多則也僅幾千元，但對繼電器所處的系統而言將產生很大影響，繼電器正確運行可使系統處在良好的狀態下所創造的價值將遠遠大于維申器本身的價值。從上述繼電器常見故障統計和案例可以看出，繼電器故障的原因多種多樣，故障發生的時間也貫穿設備從建設到退役的各個階段。為了防止因繼電器故障導致變電設備故障，提出以下預防措施。

（1）加強新入網變電設備所用繼電器的選型一般新建擴建變電設備都會召開設計聯絡會，可結合繼電器常見故障和各品牌繼電器的實際使用效果，在這一階段對繼電器的選型進行把關。如目前安徽省電力公司要求新入網的非全相時間繼電器應優先選用電磁式繼電器，且無試驗按鈕。

（2）加強新入網變電設備所用繼電器的驗收。

新安裝的繼電器定信按照相關規定整定需正確，動作電壓功率校驗需合格.絕緣電阻值測試需合格，上述工作驗收人員需旁站見證。各繼電器的功能模擬試驗需正常后臺信號需正確，針對氣體維申器滲漏油的情況，應嚴把驗收關。確保氣體維電器原始安裝正確到位，密封良好，杜絕帶病上崗。

結語

電力行業是我國重要的能源行業電力系統的穩定運行與國民生活息息相關，是我國經濟發展和人們生活質量的保障。而繼電器在電力系統的運行中扮演著重要的角色，對電力系統的安全性、可靠性影響重大。所以，加強變電站中繼電器的應用管理，及時發現和排除問題。縮短故障周期，提高繼電器的使用壽命是現代電網運維人員的基本職責。

參考文獻

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