繼電保護(hù)裝置及回路的常見(jiàn)故障及處理措施

王彥

摘 要：通過(guò)對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)的有效應(yīng)用，可以精準(zhǔn)完成對(duì)系統(tǒng)故障及系統(tǒng)運(yùn)行異常情況的診斷判定，進(jìn)而為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供相應(yīng)的保障。就目前來(lái)看，我國(guó)電力系統(tǒng)的規(guī)模正在日漸擴(kuò)大，故障出現(xiàn)的概率也在快速增加，將嚴(yán)重影響到電力系統(tǒng)的正常運(yùn)作。文章將簡(jiǎn)要分析繼電保護(hù)的常見(jiàn)故障及相應(yīng)處理措施，以求能為相關(guān)單位提供借鑒參考。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù);常見(jiàn)故障;處理措施

中圖分類(lèi)號(hào)：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1064（2021）10-0-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.10.016

繼電保護(hù)能對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制，同時(shí)記錄相應(yīng)故障出現(xiàn)的位置及其具體性質(zhì)，進(jìn)而為后續(xù)的故障處理工作提供良好的數(shù)據(jù)支撐，帶來(lái)一定價(jià)值的信息。文章主要分析繼電保護(hù)的常見(jiàn)故障及相關(guān)處理措施，以為繼電保護(hù)裝置及回路故障處理提供相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。

1 繼電保護(hù)的工作原理

繼電保護(hù)裝置的類(lèi)型多種多樣，設(shè)備間的差異也比較大。但即便差異明顯，其基本工作原理也是相近的，繼電保護(hù)裝置的工作原理如圖1所示。采集模塊可以采集一次設(shè)備的數(shù)字量、模擬量，將采集的量發(fā)送給控制及數(shù)據(jù)處理模塊，處理模塊經(jīng)過(guò)固有程序和可整定定值、控制字及可投退壓板綜合運(yùn)算后，通過(guò)輸出模塊輸出相應(yīng)的出口及信號(hào)給相應(yīng)的執(zhí)行元件。同時(shí)，通訊模塊將相關(guān)信息發(fā)送給監(jiān)控后臺(tái)、保護(hù)信息管理等，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)視。人機(jī)交互實(shí)現(xiàn)對(duì)幾點(diǎn)保護(hù)裝置信息的查看，定值整定。而電源模塊實(shí)現(xiàn)裝置所需的工作電源，開(kāi)入電源等功能[1]。任何環(huán)節(jié)出錯(cuò)都將會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置的正常工作受到影響。在檢修工作開(kāi)展過(guò)程中，有必要對(duì)繼電保護(hù)裝置的各個(gè)模塊進(jìn)行重點(diǎn)檢查及評(píng)價(jià)，從根本上預(yù)防可能出現(xiàn)的故障，從而完成繼電保護(hù)性的的重要目標(biāo)。

2 繼電保護(hù)的常見(jiàn)故障

繼電保護(hù)的常見(jiàn)故障主要包含內(nèi)部故障及外部故障兩個(gè)方面，故障點(diǎn)出現(xiàn)在繼電保護(hù)裝置上的故障為內(nèi)部故障;故障點(diǎn)出現(xiàn)在外部回路或一次設(shè)備，如互感器、輔助觸點(diǎn)等方面屬于外部故障[2]。內(nèi)部故障主要包括硬件故障和軟件故障;外部故障有元器件故障、回路故障、外部電磁干擾故障等。

2.1 硬件故障

繼電保護(hù)裝置從投運(yùn)伊始，一直處于工作狀態(tài)。內(nèi)部元件長(zhǎng)期工作，發(fā)熱等原因更加劇了設(shè)備的老化，從而導(dǎo)致設(shè)備硬件出現(xiàn)故障。常見(jiàn)的有電源板故障、開(kāi)入板故障、開(kāi)出板故障、CPU板故障、MMI板故障等多種故障。一般情況下，此類(lèi)故障會(huì)通過(guò)裝置自檢發(fā)出告警信息。比如，RAM芯片損壞導(dǎo)致的存儲(chǔ)器出錯(cuò)、因開(kāi)出光耦損壞造成跳合出口異常等。

2.2 軟件故障

裝置因定值整定不符合邏輯造成定值校驗(yàn)出錯(cuò)，二次額定電流更改后，保護(hù)定值未重新整定造成的定值區(qū)無(wú)效;因裝置處于通信傳動(dòng)調(diào)試狀態(tài)造成的通信傳動(dòng)報(bào)警;線路保護(hù)因縱聯(lián)碼整定錯(cuò)誤導(dǎo)致的識(shí)別碼錯(cuò)誤;裝置計(jì)算的電容電流與實(shí)際電容電流不符導(dǎo)致的容抗整定出錯(cuò)或者補(bǔ)償參數(shù)錯(cuò)誤等問(wèn)題，是常見(jiàn)的軟件故障。

在繼電保護(hù)生產(chǎn)研發(fā)過(guò)程中，未充分全面地考慮邏輯合理性，或者隨著繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展，舊的邏輯不適應(yīng)新的技術(shù)而導(dǎo)致的軟件故障等。

2.3 外部元器件故障

在保護(hù)的外部回路中，很多元器件由于制造質(zhì)量及運(yùn)行年限老化等原因造成損壞，比如，斷路器輔助觸點(diǎn)損壞造成的控制回路斷線等;也有因壓力閉鎖回路的元件損壞，導(dǎo)致回路閉鎖等情況。

2.4 回路故障

因設(shè)計(jì)不當(dāng)造成寄生回路，是一種十分隱蔽的回路故障。寄生回路往往不能被電氣運(yùn)行人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)，時(shí)常是在改線結(jié)束后的運(yùn)行中，或進(jìn)行定期檢驗(yàn)、運(yùn)行方式變更、二次切換試驗(yàn)時(shí)，才從現(xiàn)象上得以發(fā)現(xiàn)。由于寄生回路的多樣性，引發(fā)的故障也就不同。有的寄生回路串電現(xiàn)象只在保護(hù)元件動(dòng)作狀態(tài)短暫的時(shí)間里出現(xiàn)，保護(hù)元件狀態(tài)復(fù)歸，現(xiàn)象隨同消失，是一種隱蔽性的二次缺陷。由于寄生回路和圖紙不符，現(xiàn)場(chǎng)故障跡象收集不齊時(shí)，查找起來(lái)既費(fèi)時(shí)又不方便;而如果不及時(shí)查處消除，其就能造成保護(hù)裝置和二次設(shè)備誤動(dòng)、拒動(dòng)（回路被短接）、監(jiān)控信號(hào)回路錯(cuò)誤發(fā)信及多種不正常的工作現(xiàn)象，導(dǎo)致運(yùn)行人員在事故發(fā)生時(shí)誤判斷和誤處理，甚至擴(kuò)大事故。

另一種回路故障是因端子排壓接不良，導(dǎo)致回路出現(xiàn)斷點(diǎn)造成的故障。現(xiàn)場(chǎng)工作中，90%的回路故障均是由于該種原因造成的。這要求繼電保護(hù)人員在工程新建、驗(yàn)收、定期檢驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣，以杜絕此類(lèi)回路故障。

3 繼電保護(hù)常見(jiàn)故障的處理方法

針對(duì)繼電保護(hù)裝置及回路的各類(lèi)故障，常見(jiàn)的處理方法有以下四種：

3.1 替換法

用好的或認(rèn)為正常的相同元件代替懷疑的或認(rèn)為有故障的元件，來(lái)判斷它的好壞，可快速縮小故障范圍。這是處理保護(hù)裝置內(nèi)部故障的常用方法。一些微機(jī)保護(hù)故障，或一些內(nèi)部回路復(fù)雜的單元繼電器，可用附近備用或暫時(shí)處于檢修的插件、繼電器取代它。如故障消失，說(shuō)明故障在換下來(lái)的元件內(nèi)，否則還得繼續(xù)在其他地方查故障。

3.2 對(duì)比法

通過(guò)正常與非正常設(shè)備的技術(shù)參數(shù)對(duì)照，從不同處找出不正常設(shè)備的故障點(diǎn)。此法主要用于檢查認(rèn)為接線錯(cuò)誤，定值校驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)測(cè)試值與預(yù)想值有較大出入，又無(wú)法斷定原因之類(lèi)的故障。在進(jìn)行回路改造和設(shè)備更換后，二次接線不能正確恢復(fù)時(shí)，可參照同類(lèi)設(shè)備接線。在繼電器定值校驗(yàn)時(shí)，如發(fā)現(xiàn)某一只繼電器的測(cè)試值與其整定值相差甚遠(yuǎn)，此時(shí)不可輕易判斷此繼電器特性不好，或馬上去調(diào)整繼電器上的刻度值，可用同只表計(jì)去測(cè)量其他相同回路的同類(lèi)繼電器進(jìn)行比較。

3.3 短接法

將回路的某一段或一部分用短接線接入為短接，來(lái)判斷故障是存在于短接線范圍內(nèi)，還是其他地方，以此縮小故障范圍。此法主要用于電壓回路開(kāi)路、切換繼電器不動(dòng)作、判斷控制等轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的接點(diǎn)是否接好等類(lèi)型的故障。

3.4 逐一排除法

解開(kāi)并聯(lián)在一起的二次回路順序，然后再逐一接回，一旦故障出現(xiàn)，就表明故障存在哪路。再在這一路內(nèi)用同樣的方法查找更小的分支路，直至找到故障點(diǎn)。此方法主要用于查直流接地，空開(kāi)無(wú)法合閘等故障。如直流接地故障，先通過(guò)拉路法，根據(jù)負(fù)荷的重要性，分別短時(shí)拉開(kāi)直流屏所供直流負(fù)荷各回路，切斷時(shí)間不得超過(guò)3秒;當(dāng)切除某一回路時(shí)故障消失，則說(shuō)明故障就在該回路之內(nèi)，再進(jìn)一步運(yùn)用拉路法，確定故障所在的支路。再將接地支路的電源端端子分別拆開(kāi)，直至查到故障點(diǎn)。如電壓互感器二次空開(kāi)脫扣，回路存在短路故障，或二次交流電壓互串等，可從電壓互感器二次短路相的總引出處將端子分離，此時(shí)故障消除。然后逐個(gè)恢復(fù)，直至故障出現(xiàn)，再分支路依次排查。

4 繼電保護(hù)裝置及回路常見(jiàn)故障的處理措施

裝置硬件和外部元器件故障，可以通過(guò)外觀檢查及工作工況檢查來(lái)初步判斷。在初步判斷的基礎(chǔ)上再采用替換法進(jìn)行查找處理，用確定正常的板件或元器件去替換故障裝置的板件或元器件，來(lái)檢查故障是否消除[3]。確認(rèn)故障元器件后，通過(guò)更換元器件或板件進(jìn)行故障處理。

軟件故障一般參照裝置說(shuō)明書(shū)，根據(jù)故障現(xiàn)象對(duì)照檢查可能出現(xiàn)的問(wèn)題。通常采用對(duì)比法進(jìn)行判別。針對(duì)該類(lèi)設(shè)備故障，廠家在說(shuō)明書(shū)內(nèi)會(huì)給出處理建議及處理措施。一般情況，需要聯(lián)系廠家技術(shù)人員進(jìn)行解決處理，一般進(jìn)行程序升級(jí)或者元件、板件更換。

回路故障常采用電位法和對(duì)比法進(jìn)行檢查處理。在回路發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)根據(jù)圖紙進(jìn)行電位分析，再根據(jù)電位分析逐步檢查，確定故障點(diǎn)。確定故障點(diǎn)后分析故障發(fā)生的原因，是元器件損壞還是回路接觸不良，或者其他原因，再采取相應(yīng)的處理措施。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，繼電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分，同時(shí)也是保障其穩(wěn)定完整運(yùn)作的基礎(chǔ)支撐。所以，繼電保護(hù)工作者需要具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備和實(shí)踐應(yīng)用能力，并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)總結(jié)各種故障發(fā)生的原因及常見(jiàn)排查方法。熟悉了解電力系統(tǒng)的基本知識(shí)、明確發(fā)生事故后的分析方法、明確如何尋找缺陷的步驟等，這樣才能夠切實(shí)有效地促進(jìn)繼電保護(hù)裝置的安全正常運(yùn)作。隨著現(xiàn)代社會(huì)的飛速發(fā)展，繼電保護(hù)技術(shù)已經(jīng)逐漸朝向智能化、自動(dòng)化和數(shù)字化的方向建設(shè)和發(fā)展。在開(kāi)展實(shí)際工作的過(guò)程中，有必要充分結(jié)合繼電保護(hù)發(fā)展的新特征，精準(zhǔn)分析常見(jiàn)的運(yùn)行故障，以此保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 姚雄，劉偉浩.220kV智能變電站繼電保護(hù)及自動(dòng)化分析[J].電子技術(shù)與軟件工程，2021（9）：215-216.

[2] 李斌，單中闖，閆志強(qiáng)，等.配電自動(dòng)化模式下配電網(wǎng)保護(hù)的模式選擇和整定計(jì)算[J].東北電力技術(shù)，2021，42（3）：6-10.

[3] 黃行星，童嘯霄.繼電保護(hù)與配電自動(dòng)化配合的配電網(wǎng)故障處理[J].電子世界，2021（2）：188-189.