電力系統繼電保護的故障分析及處理方法探討

孔茗

國網江蘇省電力有限公司鎮江供電分公司 江蘇 鎮江 212000

引言

隨著社會經濟的不斷發展，我國已經成為一個綜合國力較為強大的國家，電力資源的發展非常迅速，也為國家發展做出了巨大的貢獻，對于社會生產和人民群眾的日常生活都產生了一定的影響。電力系統對社會生產的發展具有一定的推動作用，繼電保護設備維持著電力系統的正常運行，所以要對繼電保護重視起來，除了日常維護外，還要定期對各種設備進行檢查，對設備有一個全方面的了解，對存在的隱患要及時解決。本篇文章對繼電保護的故障方面進行分析，并提出了一些處理的方法。

1 常見的故障分析

1.1 繼電保護裝置的質量

繼電保護裝置的質量決定了繼電保護的作用時間的長短，同時對于設備運行過程的穩定性有著很大的影響，繼電保護設備的質量對電力系統來說是很重要的，如果質量不過關就不能夠保證電力系統的正常工作，還會降低電力系統的安全性，對社會生產和群眾日常生活造成影響，因此繼電保護裝置的質量就很重要，對于電力單位和相關工作人員來說就要進行嚴格的檢測確保質量問題。

1.2 開關設備

對于一些開關設備來說對于設備的運行氣大了決定作用，開關設備如果存在問題，那剩余的設備就會成為擺設，根本就起不到作用，連設備的開關都不能夠很好的控制，那么剩余的設備就不能很好的發揮他們的作用，發生故障后不能快速的關閉設備，這樣就會造成更加嚴重的影響，這樣造成的損失就會更大，這樣繼電保護裝置根本起不到作用，所以對于開關設備也要進行嚴格把關，這時繼電保護設備良好運行的基礎保障。

1.3 運行過程故障

在繼電保護設備的運行過程中，還會存在許多的故障問題，這些都是不可避免的，主要是因為繼電保護設備長時間的運行過程中導致某一部分的溫度過高，導致設備出現故障。電力系統的繼電保護裝置在實際的運行過程中主要體現在變差保護開關拒合，電壓互感器還會出現二次電壓回路的狀況，在實際的電力運行過程中電壓互感器內的零件還會出現損失或者滑落的情況，因為電壓互感器是機電保護裝置最基礎的部分，如果電壓互感器出現了問題及會導致機電保護裝置不能很好地發揮作用，后續的裝置發揮不出原本的作用。

1.4 干擾絕緣因素

電力絕緣因素對于電力系統的繼電保護裝置會產能生很大的影響，在正常的情況下，電力保護裝置的外部都會包裹著絕緣皮，但是長年累月的使用就會導致外部的絕緣皮慢慢脫落，這樣在不良天氣下繼電保護裝置的安全就無法得到保障，所以要定期對繼電保護裝置的線路進行檢查，確保線路外部絕緣皮的完整，減少繼電保護裝置出現問題的可能。在繼電保護裝置中沒有連接抗干擾電容，這樣導線阻抗過小，周圍的磁場過大就會產生一定的影響[1]。

2 優化措施分析

2.1 注重設備構件質量檢查

為確保繼電保護設備以及輔助設備運行穩定可靠，在經濟條件允許的條件下，應盡可能選擇市場占有率高、設備先進、技術成熟、誤差較小、運行曲線較好的設備。同時更換相應電力系統設備、增容擴建設備保留冗余，為電力系統穩定可靠、長時間運行奠定基礎。同時考慮到電力系統繼電保護組成部件繁多，可以實現繼電保護功能的主成之一——二次回路為重點，從電力系統繼電保護功能的測量部分、現場信號輸入部分、輸出執行部分、邏輯判斷部分二次回路入手，結合繼電保護的功能要求，構建狀態檢查體系，尋找各等級電壓操作、雷電的天氣對二次回路的影響。隨后以電力系統繼電保護基本回路——斷路器操作回路為對象，將傳統繼電保護的開關量、電氣量進行邏輯計算，隨后交由操作回路，促使操作回路轉變為板塊化、小型化構架。在這一構架中，對電纜、元器件、節點等質量進行檢查，避免電纜絕緣等因素導致的二次回路接地、斷路器誤動（或拒動）問題出現?？梢詫⒏邏簜炔僮飨洳寮卸O管拆除，斷開保護跳閘回路II永跳啟動KS回路，將操作回路間寄生橋消除，避免兩段直流母線以任何形式發生電氣連接。同時由一組專用直流熔斷器供電的保護裝置控制變壓器差動保護、母線差動保護、斷路器失靈保護、發電機差動保護等斷路器。

2.2 完善保護原理

從保護原理視角入手，電力系統繼電保護主要是利用系統中元件發生不正常情況時的電壓、電流、頻率、功率等電氣量變化（或變壓器油箱內故障時油流速度增大、瓦斯增多、油壓強度升高等），啟動繼電保護動作，包括測量部分及定值調整部分、執行部分、邏輯部分等幾個部分。為了避免電力系統繼電保護的原理缺陷出現，技術人員應在電力系統繼電保護設備增容擴建冗余設置的基礎上，嚴格依據繼電保護設備執行模塊安裝運行規程及國家、行業標準，進行安裝過程監督，避免隱患出現。如某電廠升壓變壓器主變繼電保護設備通信接口原設計為雙通道，但實際僅安裝單通道，導致長時間運行異常，嚴重威脅了繼電保護裝置可靠性。因此，為保證電力系統中繼電保護裝置穩定、安全運行，應嚴格依據國家行業標準或規范規程進行嚴格監督。同時考慮到電力系統繼電保護邏輯部分保護整定值是繼電保護動作整齊開展的前提，應將精確化方針落實到繼電保護計算過程、試驗步驟中。即在依據各設備性能曲線、相關參數制定整定值外，還需考慮對實際部分接線產生致誤差因素進行消除、核算，最大限度保障整定值設定負荷與現場生產狀況相符程度，避免因整定值設置誤差（十幾毫安）而產生的電氣設備誤動、據動事故。此外，考慮到電力系統極易因電位差、電磁感應、靜電耦合侵擾而出現短路等多種類型故障，可以采取針對性維護措施。如為抑制電位差干擾，可以根據實際需求，補充銅排連接，保證一個電氣連接僅對應一個接地點，最大限度降低各點出現概率較高的電位差；為抑制電磁感應干擾，可以在電纜溝道布置時，盡量控制電纜溝道與一次載流導體成九十度，避免平行段長度過長導致的干擾電壓；為抑制靜電耦合干擾，可以采取增大耦合阻抗的方式，或者屏蔽電力系統繼電保護二次回路及其保護裝置的方式，減小分布電容，降低干擾電壓。

2.3 記錄故障問題的原因

在對繼電保護相關裝置實施綜合處理時，需基于實際情況進行全面判斷，及時對相關問題進行記錄用以后續的對比分析之用，特別是電壓互感器的二次故障相關問題，不僅要對其原因、影響因素等進行詳細記錄，同時要及時對錯接后的線路參數進行及時糾正，對連接的重點項目進行集中分析與判斷，從本質上規避繼電保護相關故障的出現。記錄二次主線圈與輔線圈首端互換連接方面的故障問題，對問題進行分析與判斷的基礎上構建分析管控機制，保證管理工作的綜合質量。其常規運行過程中，二次輔助線圈可對不同相電壓均等性進行維持，對開口位置的電壓均衡性進行測量。如果二次主線圈與輔線圈出現首端互換連接問題開口位置電壓數值會降低，整個線路就會產生運行故障，基于此，需接通電源實施處理，保證可以對二次主線圈、輔線圈開口電壓進行測定，綜合線路的異常情況對接線方式進行調節，在本質上規避繼電保護裝置的故障問題，提升監管工作的質量與水平。記錄二次主線圈首尾互換連接的故障問題，繼電保護相關裝置的常規運行中，二次主線圈首尾會產生明顯變化，如果前者是100V后者即為0。如果線路產生明顯的異常，電壓的測定數值與標準數值就會不一致、低于100V，這時機電保護相關裝置無法獲得有效應用，會影響處理過程與應用成效。相關工作者基于萬能表測定線路，對判斷依據進行完善，使用合理有效的故障問題處理機制，降低故障問題所產生的不良影響，強化機電保護相關裝置的安全性與穩定性。在電力系統的實際運行中，輔助線圈尾端與二次主線圈開口位置的電壓通常為100V，如產生線路互換連接不正確的問題，就會致使電壓產生驟升問題，同時二次輔助線圈矢量參數出現了變動，特別是會影響零序保護的元件。所以需整合線路故障問題的實際情況實施綜合處理，保證能夠基于本質規避線路接錯的短路問題。

2.4 技術改造升級

社會科技正在快速發展，各種各樣的新技術正在滲透到電力系統的運行和維護當中，這樣使得電力系統的發展更加快速，控制更加精確，故障處理和檢測更加方便。還有一些技術是根據電力系統中的故障處理針對性發展的，對于一些較難處理的問題，進行技術改造升級可能就會解決大部分的問題，所以技術的發展升級對于電力系統故障的處理會更加方便快捷，使得在這一方面節約了大量的資源。對于一些老舊的設備，在達到一定的使用年限后，可以對設備進行升級改造，這樣就可以解決很多設備老化的問題，還可以在一定程度上提高電力系統的穩定性。

2.5 繼電保護設備的日常保護

對于繼電設備進行日常的維護和管理是為了確保機電設備的正常工作，不對電力系統的運行產生影響，使得電力維護工作人員可以提前發現一些隱藏的問題，還可以及時的檢測設備的運行狀況，制定合理的維護計劃，確定維護工作的標準及相關規定，讓維修工作人員可以有一個參考標準，使其他的電力設備與繼電保護設備之間保持一定的距離，防止電流短路對設備的影響。還有就是在設備的維護管理階段，工作人員要進入繼電保護裝置的內部進行一個全面的檢查，對設備進行全方位的分析，可以及時發展裝置內存在的故障，及時采取措施進行控制，還要對檢測維護的過程進行詳細的記錄，為之后出現相似的情況提供參考作用，保證基點保護設備的正常運行。

2.6 元件參照的方法

參照處理是將故障設備與正常設備放在一起進行比較分析，從各種可能出現故障的角度進行對比分析，從不同的位置找出故障設備存在的問題，這種處理措施應用的范圍比較廣泛，可以用在線路故障的查找、設備的定檢等，在處理故障時，如果設備更換后還是解決不了問題時，就可以用參照法，兩臺設備進行對比分析，對線路進行逐一標記檢測，這樣可以更加快速的篩選線路中存在的問題，及時解決問題，讓設備可以正常運行，確保電力系統的正常運行。有的時候參照法可以和替換法相互結合，這樣可以更加快速準確的解決問題。

3 結束語

綜上，國家經濟的快速發展中用電量需求也在不斷增加，電力系統保護工作愈加復雜，要時刻保證電力系統的安全運行。繼電保護屬于長期的維護工作，需要持續創新與發展，其融合在電力系統的實際運行中，并且繼電保護的故障檢測、維修工作較為復雜，要求相關工作者具備良好的安全意識與專業技能，積極學習、了解并掌握電力機電保護方面的原理知識、運行特征、常見故障等。對既有的維修技術進行持續優化，積極探索并創新技術方式，對信息化技術進行學習與應用，強化提升機電保護工作的有效性、安全性，為電力企業的現代化發展奠定堅實基礎。