電力系統繼電保護故障及處理措施研究

朱 燁

國網浙江電力公司嘉興供電公司，浙江 嘉興 314000

0 引言

對于電網管理而言，繼電保護的作用十分強大，具備高技術性、強責任心、高強度特點，因此電力企業必須高度重視繼電保護工作。繼電保護裝置管理人員需全面遵循制度標準，采用科學化的操作管理方式，隨時監控設備組成、投退保護配置運行模式，提前預測安全事故，并深入分析和研究事故位置與原因，制訂具備科學性、時效性的處理措施，以此維護電網運行的安全性與穩定性，避免在繼電保護故障分析與處理中產生嚴重的安全事故。

隨著智能變電站的快速發展，電網系統逐漸提出調節控制一體化體系，在一定程度上改變了電網發展方式。智能變電站高級應用中所應用的重要技術之一就是在一體化信息平臺上應用故障信息分析技術和智能化告警技術，在故障發生情況下記錄故障的時間順序，深入挖掘故障錄波和保護裝置的數據信息，在經過綜合分析處理之后能夠將故障結果展現在可視化界面[1]。

1 繼電保護原理

在電力系統中，繼電保護屬于自動化保護裝置的組成部分，包括執行邏輯和測量。對于測量部分來說，可以比較被保護對象的輸入信號與整定值，以此加強保護裝置的邏輯功能，同時明確保護動作行為。利用執行部位，可以做出跳閘動作，還可以發出報警信號。為了確保繼電保護裝置運行效益，提升電力系統運行的安全性，繼電保護裝置應當劃分電力系統故障情況與非故障問題，使繼電保護輸入信號。在故障條件和正常條件下，顯示出不同物理量與電氣量。

根據不同角度，可以將繼電保護裝置劃分為以下幾類：（1）按照不同制造工藝，可以將繼電器劃分為微機型、集成電路型、晶體管型、整流型和繼電型；（2）按照邏輯判斷原理，可以將繼電器劃分為差動型、功率型、阻抗型、電壓型、電流型。不管采用哪一類繼電保護裝置，都必須滿足選擇性、可靠性、靈敏性、快速性要求。在電力系統發生故障時，繼電保護裝置仍然可以正常工作，全面確保故障檢測與切除，維護電力系統運行穩定性與安全性[2-4]。

2 電力系統繼電保護故障

繼電保護裝置會直接影響電力系統運行，因而電力人員必須熟悉繼電保護裝置故障，發揮繼電保護裝置的性能優勢，確保電力系統處于正常運行狀態。

（1）電流互感飽和故障。電流互感器飽和會直接影響繼電保護裝置采樣，屬于繼電保護裝置的常見運行問題。若電力系統規模持續擴大，會相應地增加電力系統設備終端負荷。電力系統發生短路故障時，會瞬時產生較大短路電流。當保護裝置出口位置出現短路故障時，短路電流則為電流互感器一次額定流的數百倍。一般來說，穩態電流短路條件下，短路電流持續增加，會相應加大電流互感器綜合誤差，導致差動保護拒絕動作。線路短路影響下，電流互感器電流飽和，此時感應的二次側額定電流畸變，影響保護裝置正常動作。當電力系統出現出口故障時，應采用主變壓器后備保護裝置切除短路電流，相應延長故障時間，以此擴大故障范圍。當線路保護拒絕動作，會造成保護越級動作，出現大范圍停電事故[5-6]。

（2）開關保護設備選擇不合理。在選擇開關保護設備時，若性能功能不合理，將會引發越級跳閘現象。選擇開關保護設備能夠促進繼電保護裝置正常運行。選擇高度匹配的開關保護設備，對繼電保護裝置運行的影響非常大。電力企業主要在負荷密集區域建設開關站，電力人員通過開關站控制，能夠向周邊用戶提供電能，形成變電所、開關站、配電變壓器供電模式。若開關站未實現繼電保護自動化，技術人員在選擇開關保護設備時可以應用負荷開關。通過組合熔斷器、負荷開關，可以加強開關保護設備的性能。一般來說，電力企業針對開關站進口線柜路，多采用負荷開關，實現分合操作，同時將負荷電流切斷。針對具備變壓器的出口線柜，需要應用熔斷器和負荷開關組合器。電力人員在應用組合器時，多安裝在配電變壓器出口線柜上，這極易導致電力系統出口線故障，發生開關站越級跳閘事故，導致區域內停電。

（3）繼電保護裝置的其他故障。繼電保護裝置運行期間也會出現其他故障，如整定錯誤故障、裝置異常故障等。電力工作人員在檢測定值時極易出現校準錯誤和整定錯誤問題，此時會導致繼電保護裝置發生故障。在系統化維修繼電保護裝置后，電力人員未及時改變整定值，從而導致繼電保護裝置故障。裝置故障通常是電子元器件老化故障，如繼電保護裝置的元件、插件出現失靈和損壞問題。出現故障問題后，不能表明繼電保護裝置存在設計問題，也不會對繼電保護裝置運行造成影響。該類故障和一般性故障的區別較大，主要在于不會造成繼電保護裝置立即動作，在其他設備出現問題后，繼電保護裝置才會出現問題[7-8]。

3 常見的繼電保護故障處理措施

繼電保護工作對于技術性的要求非常高，必須采用科學有效的措施處理故障，確保電力系統運行的正?；?。

（1）替換法。在處理繼電故障時，主要采用替換法，用完善的元器件替換電力系統運行中發生故障的裝備裝置，高效檢測故障設備。采用替換方式可以縮小故障判斷范圍，使檢測人員完成故障檢測工作，全面提高故障檢測效率與質量。

（2）參照處理法。參照處理法主要是比較分析故障設備與正常設備，從多角度查看故障設備故障點。此故障措施具備較高的應用范圍，可以實行接線查找故障，也可以應用到設備日常檢測中。當檢測值和預設值差距比較大時，則不能定位故障點。替換故障設備后，如果仍然無法處理故障，電力系統無法實現正常運行，則故障檢測人員應聯合同類設備，再次排查二次接線故障。在恢復二次接線故障時，若存在接線錯誤問題，開關無法正常分合，檢測人員可以參考鄰近線路接線方式，聯合線路標號信息，對各線路進行逐一檢測和對照，以此找尋故障問題，全面維護線路運行質量。

（3）分段處理法。應用分段處理法能夠科學劃分電力系統繼電保護設備，形成多個部分，利用劃分順序能規范化處理電力系統繼電保護裝置，比如檢查高頻保護收發信機的發信情況。

（4）短接法。選擇電路回路的某一段，采用短接法實行人為短接操作，對短接線范圍內的故障進行判斷。當短接線范圍內無故障時，持續縮小排查范圍，以此降低故障率。短接法可以應用到電磁鎖失靈、繼電器接點不動作、電流回路開路等情況，能對控制節點的良好性進行判斷。

（5）直觀法。進行開關拒分或拒合故障處理時，下達操作命令后，若可以觀察到合閘接觸器、跳閘線圈動作，表明電氣回路正常，斷路器操作機構內部存在故障。在現場排查時，如果觀察到繼電器內部發黃，元器件散發出濃烈的刺鼻氣味，則能夠確定故障位置，將損壞部件更換掉。

（6）逐項拆除法。脫開并聯的二次回路順序，之后依次放回。當發生故障問題時，可以確定故障線路。在線路內，采用同樣方法查找小分支路，直至確定故障點。應用逐項拆除法能夠檢查直流接地，當出現直流接地故障時可以應用拉路法，短時拉開直流屏，以此提供直流負荷各回路，確保切斷時間小于3 s。當切除回路后，故障消失，則表明故障處于該回路中。

（7）故障信息分析與處理系統?，F階段，許多地區都在建設電力系統繼電保護自動化體系，實現電力系統的智能化目標，并針對電力系統繼電保護，開發出一套完整的信息管理系統，全面分析和處理繼電保護故障信息。電力系統繼電保護故障信息系統可以實時監控數據信息，仿真和智能化分析故障，對檢查和排除繼電保護故障提供準確參考，同時可以加快故障處理速度，全面提升繼電保護裝置維護的自動化水平。

4 結束語

綜上所述，在電力系統故障監控與管理中，通過繼電保護故障處理系統可以確保故障分析與處理的智能化水平。繼電保護能夠全面監控電網運行，當檢測出具體問題時，作出明顯反應，消除故障可以降低電網風險。隨著現代科技水平的不斷發展，必須深入研究和分析繼電保護故障處理系統，對系統功能進行升級更新，確保其全面滿足電力系統的發展需要。