電力系統繼電保護裝置的問題及處理對策分析

程建峰

北京吉北電力工程咨詢有限公司，北京 100176

0 引言

隨著我國社會經濟的快速發展，電力系統在現代社會中起著至關重要的作用。因此，了解電力系統繼電保護存在的問題，用最快最有效的方法處理電力系統繼電保護故障，成為廣大電力系統繼電保護工作者要探討的重要課題。

1 電力系統繼電保護裝置的作用

當電力系統中的電力元件（如發電機、線路等）或電力系統本身發生了故障危及電力系統安全運行時，能夠向運行值班人員及時發出警告信號，或者直接向所控制的斷路器發出跳閘命令以終止這些事件發展的一種自動化措施和設備即為繼電保護裝置。

（1）保證電力系統的穩定運行。繼電保護裝置如圖1 所示。在電力保護系統中，繼電保護裝置通常扮演著非常重要的角色，繼電保護裝置能夠維持電力系統設備的正常運行，在系統發生故障時能夠自動處理故障[1]。

圖1 電力系統繼電保護裝置

（2）保證用電設備的安全。繼電保護裝置對電力系統中的每一個用電設備的線路及各種元件的安全運行起到了非常重要的保護作用。如果電力系統中某些用電設備出現嚴重的線路故障，繼電保護裝置能夠在第一時間發現故障，并對故障進行判斷，快速且準確地找出發生故障的元件。

2 電力系統繼電保護裝置存在的問題

電力系統繼電保護裝置存在問題主要如表1 所示。

表1 電力系統繼電保護裝置存在主要問題

2.1 繼電保護裝置參數存在偏差

電力系統繼電保護裝置適用于各類電力線路。繼電保護裝置元件的老化、腐蝕將導致繼電保護裝置的相關參數產生較大幅度的偏差，影響繼電保護裝置的應用效果。在電力系統繼電系統的日常維修或保養過程中，繼電保護裝置參數的整定分析是重要工作之一。如果電力系統中繼電系統保護裝置的整定處理方法不當或者采集數據失真，會導致整個電力系統繼電保護裝置的安全參數值存在很大的偏差，影響電力系統繼電保護的功能，給日后的系統運行埋下安全隱患。

2.2 繼電保護裝置誤動

在整個電力系統的運行過程中，繼電保護裝置主要是電力系統出現某種故障時所啟用的緊急裝置。但在電力系統的實際運行中，一些高強度、高電壓頻率的電流沖擊信號也極可能觸發電力系統中的繼電保護裝置[2]。尤其是電力系統中電壓敏感性比較高的部分，如微機系統，其信號在轉化過程中會引起電壓誤差，這些信號會自動轉變為復雜電力系統及繼電保護系統的瞬態及脈沖信號，能夠直接啟動一些復雜的電力系統，并且啟動繼電保護裝置，導致繼電保護誤動，這樣一來就會發生跳閘。電力系統繼電保護裝置誤動原因有二次回路絕緣故障、接線錯誤、外界電磁干擾等。繼電保護裝置發生保護裝置誤動原因如表2 所示。

表2 繼電保護裝置產生誤動的原因

2.3 繼電保護裝置靜電效應問題突出

繼電保護裝置靜電效應問題十分常見。影響因素有材料和雜志、導線參數、設備特性、環境、時間等。線路設備表面會吸附一層可以導電的靜電粉塵，而且線路焊點也會被這些粉塵覆蓋，從而形成導電的靜電粉塵[3]。這樣一來在電氣元件的表面就不能形成導電回路，電力系統繼電保護裝置功能會受到影響，會失去保護功效。此外，電力系統繼電保護裝置發生短路、起火事故的次數也會增加，設備再一次發生故障的可能性也會隨之增加。

3 繼電保護裝置事故的原因

3.1 軟件因素

目前，電力系統的繼電保護裝置在傳統裝置的基礎上，更好地融合了計算機及單片機等控制技術，這些技術為繼電保護系統提供了有效的支持。在系統的運行中，導致繼電保護裝置不穩定的軟件問題如下：電力系統的繼電保護裝置存在控制漏洞，軟件系統的功能定義不明確，在軟件系統的邏輯劃分過程中存在比較大的錯誤，故障判斷誤差比較大，系統的糾錯功能不完善等[4]。

3.2 硬件因素

繼電保護裝置的硬件及模塊組成系統非常精密、復雜，主要包含中央處理裝置、繼電保護與數據處理裝置模塊、故障保護功能模塊、電源供應模塊、數模轉換模塊和自動斷電模塊等。繼電保護系統功能參數較多，技術要求較高。硬件系統出現問題的主要原因如下：長期受到環境影響，繼電保護的電路硬件參數發生變化；各種電器元件的絕緣電阻和絕緣電容發生老化、損壞；數據通道故障引起電力系統繼電保護功能失效。

3.3 人為因素

工作人員在系統保護中操作失誤，也能夠導致系統發生故障，具體原因如下：在系統的安裝過程中，工作人員沒有按照相應的規范和標準安裝，導致系統的繼電保護裝置沒有辦法進行正常的工作；繼電保護裝置的維修保養操作不標準；繼電保護裝置的運行及管理發生失誤，沒有定期巡視檢查；沒有及時地更換系統的故障軟件[5]。

4 提高繼電保護裝置穩定性的措施

4.1 制訂重大事故處理方案

在電力系統運行過程中，有時會出現一些看起來比較復雜但實際比較簡單的電力故障。這些故障的處理方法比較簡單，但一旦處理不當也可能引發重大的事故。因此，需要制訂一套應對重大事故的方案。可以從以下兩個方面入手。

4.1.1 積極預防人員操作失誤而引發的事故

許多重大事故的發生都是相關檢修人員自身業務素質不達標或者理論知識不夠造成的。在遇到突發事件時，如果工作人員沒有及時作出正確判斷，會錯失處理故障的最佳時間[6]。因此，出現人為因素導致的故障時，一定要及時地處理故障，提出科學合理的處置措施和方案。還要記錄和反饋故障數據及資料，進一步提高故障處理效率。

4.1.2 做好事故信息的記錄

對于已經發生的事故做好信息記錄，可以為今后處理類似事故提供說明；還可以保存事故發生過程及處理過程中的錄像及圖形、燈光數據。信息記錄完成后，對這些信息進行分析和整理，總結得到科學有效的故障解決方案[7]。

4.2 應用在線監測裝置

為了更好地解決裝置事故所引發的問題，在制訂檢修方案時，應該依據裝置的實際運行情況，采取有效的措施。在線監測裝置能夠實時監測電氣設備的各項技術參數，在發生故障時觸發自動報警機制，應對突發情況。要不斷提高裝置的監測水平，縮短故障檢測時間，保障繼電保護裝置功能的發揮。

4.3 加強管理人員技能培訓

工作人員的技術水平對于繼電保護來說有著非常重要的影響。繼電保護裝置對專業技術水平的要求非常高，管理人員在沒有熟練掌握相關技術的前提之下，沒有辦法對繼電保護裝置進行合理有效的管理。電力企業需要對管理人員進行專業培訓，講解繼電保護裝置的運行原理、常見事故和相應的處理方式。在故障發生后，相關人員才能夠從容地應對，減少故障帶來的損失。

4.4 建立故障處理系統

電力系統故障處理系統流程圖如圖2 所示。電力企業應建立故障處理系統，將遇到的故障類型逐一分類，如將線路故障、設備故障等進行分類，其中，線路故障可以再細分為不同電壓等級的線路故障等，并建立臺賬，確保再次發生類似事故時能夠快速查找故障原因，及時處理故障[8]。故障處理系統應含以下主要功能：實時監控繼電保護裝置的運行狀態、制訂電力系統繼電保護常規檢修計劃表、監控系統的主要零部件、制訂緊急事故處理方法及事故排除機制等[9]。故障處理系統能夠在設備發生故障時，及時排查、處理故障，還能實時監控系統中的二次裝置，控制系統中的各大電網。

圖2 電力系統故障處理系統流程圖

5 結束語

綜上所述，針對電力系統中的故障，要建立健全故障處置機制，制訂故障處置方案，遇到故障時，做到心中有數，及時查找原因、處理故障，縮短處理故障的時間、提高工作效率。在電力行業中，工作人員應該了解和掌握更多的相關知識，提升自身的專業素養，還要在實踐的過程中不斷地進行訓練和積累，在繼電保護過程中，更好地應用自己的知識和經驗解決問題，保障電力系統在運行過程中的安全性。