電力系統繼電保護設備常見的故障及解決策略

張力兵，劉楊洋

（國網承德供電公司，河北 承德 067000）

在時代進步中，電力行業面臨諸多機遇和挑戰，電力系統安全穩定運行是推動時代發展的基礎[1]。繼電保護設備對于電力系統是非常重要的，可以為電力系統穩定運行，社會發展奠定良好的基礎。在新的經濟發展階段，電力系統需要進行重組和擴建，電力企業人員應當認識到繼電保護設備的應用價值，重視繼電保護設備常見故障的監測力度，才能確保電力系統繼電保護設備的性能發揮[2]。繼電保護設備是電力系統的關鍵設備之一，直接影響到電力系統的安全穩定性，一旦電力系統運行中產生故障問題，繼電保護設備會立即啟動，在不用切斷電力運行的情況下找出故障，并且對故障產生位置進行明確，也可以將故障問題和其他設備分離處理，降低故障問題的影響，觸發相應的故障警報，便于維修人員及時進行處理，確保電力系統安全穩定，為國民經濟發展提供源源不斷的電能供應。

1 繼電保護設備的作用

電力系統是由諸多部分組成，運行過程復雜程度高，其中涉及發電系統、輸電系統、配電系統等，每個系統都是由不同子系統組成。基于電力系統組成呈現復雜性，不同系統都是由子系統組成的，有著獨立的控制系統，發揮控制系統作用，共同確保各個部分安全穩定運行，為電力系統安全穩定奠定良好的使用基礎，為人民群眾提供高質量的供電服務[3]。電力系統也是由很多元件組成的，和其他系統有著很大差異，在與各個元件之間的聯系性非常強。如果保護機制不夠健全，一旦其中一個元件產生問題，就會對整個電力系統產生干擾，甚至造成系統出現癱瘓。如果某個部分產生故障，應當最快速度找到故障位置，并且使用針對性的解決措施，采用定期檢查和維護兩種方式保障設備安全，逐步實現電力系統安全穩定運行。當前，電力系統中的元件故障問題是無法規避的且頻繁產生的，這需要維護人員有著很強的綜合素質，能夠在元件出現故障后及時找到故障位置，從而對故障進行解決[4]。如果處理故障速度很慢，故障會對元件產生重大損傷，甚至開始形成二次傷害。元件故障處理的時效也會影響元件的使用性能，對元件造成的損傷程度越高，元件受到損失的程度也會更高。

繼電保護設備主要產生的作用是確保電力系統在故障產生或者異常現象出現時，能夠按照設定好的程序對電力系統中的故障問題進行識別，分析故障影響電力系統的程度，并且全面收集故障數據資料，找出故障產生的原因，將其上傳到數據庫中，對出現故障的元件進行調整優化，降低此類故障的產生概率。從現階段電力系統而言，繼電保護設備可以在很短的時間內找出故障位置，也可以提出相應的處理方法，降低電力系統產生安全故障的概率，確保電力系統安全穩定運行[5]。從整體層面而言，繼電保護設備可以產生三個作用。一是能夠對電力系統各個設備的使用情況進行監測，收集各項設備的運行數據，一旦設備產生問題后，可以從數據資料分析出故障產生原因，也可以找到出現故障的元件，對其進行科學合理的調整優化，確保電力系統安全穩定。二是信息共享平臺可以將電氣設備運行過程產生的參數傳輸給維護人員，如果參數產生異常現場或者故障警報，可以及時提醒維護人員，確保維護人員更快速度發現問題，也可以使用正確的方式解決故障，降低安全事故產生的概率。三是可以推動電力系統自動化速度，繼電保護設備可以對電力系統中使用的電力設備進行遠程操作，有利于推動電力行業持續發展。

2 電力系統繼電保護設備常見故障分析

2.1 源頭性故障

該類故障在繼電保護設備中出現頻繁，源于軟硬件配置上形成的故障。例如，繼電保護設備中的電路如果出現短路或者接地，就會對繼電保護設備使用性能產生影響，也會影響到其他電氣設備的使用。并且，繼電保護設備中涉及到很多軟硬件，如果不能滿足國家現有的規定，也會降低使用壽命，頻繁出現損壞，這是源頭性故障非常常見的一種。

2.2 運行性故障

一般情況下，繼電保護設備在使用中會受到內外部諸多因素的影響，導致運行過程產生異常現象，造成故障問題出現。這些故障問題的出現，雖然不會讓電力系統直接產生嚴重安全事故，但是會對繼電保護設備使用性能產生重大影響，增大故障問題出現的可能性，也會影響到電力系統的安全穩定性。如果電力系統產生故障問題，繼電保護設備往往無法發揮保護作用，最終產生重大安全事故，直接影響到人民群眾的電力供應。

2.3 電流互感器飽和故障

在市場經濟發展中，人民群眾生活品質提升，對電力需求量逐年增長，逐步對電力設備提出了很多新要求，導致電力系統面對非常嚴峻的挑戰。當前，電力供應負荷量持續增加，繼電保護設備產生故障的概率增加，往往會出現電流互感器飽和的問題。一般情況下，電流互感器會隨著用電量增加達到飽和狀態，勵磁阻值開始降低，電流值越來越大，導致檢測數據產生重大誤差，繼電保護設備無法產生相應的作用。一旦電流數值、互感器勵磁阻值增大，勵磁電流就會開始縮小，可以在一定程度上將誤差系數控制在適當的區間。電流互感器飽和故障產生的原因是互感器飽和，電流量超過極限，數值差異非常大，造成繼電保護設備無法產生作用。

2.4 設備故障

繼電保護設備也會產生故障問題，這源于設備安裝中存在問題，往往并未按照施工要求進行設備安裝，安裝過程出現遺漏事項，導致電力系統產生故障問題。從理論層面而言，在日常管理中，繼電保護設備很少出現問題，產生設備故障的案例非常少。如果出現設備故障問題，很大程度上是設備安裝或者裝置本身存在問題，這源于安裝人員在安裝繼電保護設備過程中沒有按照安裝方案進行，并未對繼電保護設備的使用原理和其他部分關系進行重視，設備安裝不夠認真，造成后續運行中產生性能問題，最終產生故障。針對這部分故障問題，維護人員需要使用適當的檢修方法，能夠從供電負荷中分析設備是否存在故障問題。繼電保護設備在使用中，會存在不同的電流和電壓負荷差異，如果電力系統不同部分的負荷強度不符合標準要求，也會直接影響到電力系統的安全穩定性。負荷強度出現波動的原因是并未按照規定要求對組件進行安裝，導致負荷量不達標。

3 電力系統繼電保護設備常見故障的處理方法及解決對策

3.1 處理方法

第一，經驗法。在電力系統產生故障后，維護人員應當利用以往工作中形成的經驗，對故障位置進行明確和修復，結合工作經驗和繼電保護設備的了解程度，對電力系統運行情況做出系統的了解，提升故障判斷能力，充分發揮經驗法的作用。一般情況下，熟悉電力系統使用原理，具體豐富經驗的維護人員在處理故障問題中可以對現場情況做出合理判斷，并且在維護中也會降低對其他部分造成損壞。維護人員在對故障問題做出合理判斷后，使用開關分閘方式對故障位置進行良好控制。如果這種故障產生的原因是開關分閘形成的，應當對其進行深度剖析，并且使用主客觀判斷后，對開關分閘進行合理控制，才能對故障問題進行有效處理。

第二，分析法。這種方法是分析和判斷故障情況及原因的有效方法，與經驗法有著相同性。但是，二者也有著很大區別，經驗法非常重視維護人員的經驗，而分析法會更加重視故障維護的具體情況。例如，重合閘產生故障問題，出現故障的位置呈現放電閉鎖的情況，針對該情況維護人員應當對用電量進行控制，并且分析故障位置和形成原因。該方法有著非常顯著的特點是事后記錄，在故障處理完成后，維護人員應當對本次維護過程進行全面記錄，形成相應的維護報告存檔，為后續故障處理提供參考。

3.2 解決對策

第一，發電機軸電流故障。在繼電保護設置使用中，如果軸電流出現故障，會對繼電保護設備產生重大影響。維護人員應當結合具體情況選擇適當的方法和處理措施，定期對繼電保護設備進行檢測，對周圍運行環境進行分析，確保設備可以穩定運行；也可以使用接地或者刷地方式明確用電位置，保障導軸承位置一直是絕緣狀態。繼電保護設備在使用中，會給軸承中的絕緣部分產生不同程度的損傷，一旦絕緣材料失去作用，各類設備就會開始接觸、摩擦等，最終導致設備產生故障問題。針對該問題，應當將軸承中的電流放入大軸上，從而對軸電產生很好的保護作用。在實施這些措施的過程中，維護人員應當對電力系統進行全面檢查，確保擋油圈固定。這是因為如果該設備脫落后，會造成其他組件失去作用，可以對故障原因進行判斷，為避免此故障的出現，應當加強設備的日常檢測，才能保障設備安全穩定運行。

第二，發電機轉子接地故障。在電力系統中，如果出現問題，也可以使用轉子接地進行預警，很大程度上是因為轉子回路上有著非常強的保護措施，但是也會頻繁出現重合電流。基于這種情況下，維護人員應當關注這一點，對轉子絕緣進行密切監測，降低其對電力系統產生的影響，及時排查故障問題，確保轉子絕緣回路發揮相應的作用。一般情況下，需要對內部問題進行考慮，也需要對外部影響因素進行重視，科學合理地對過電流進行控制，可以保障電力設備安全運行。如果設備中產生超負荷情況，需要及時進行預警，可以讓維護人員更快速度地進行檢修，確保電力系統安全穩定運行，也可以增強機電設備的使用性能。

第三，分段處理。在電力系統繼電保護設備故障問題處理中，應當使用分段處理方法。在故障問題解決中，應當將繼電保護設備劃分為幾個部分，按照固定的順序進行依次處理。如，在回路故障處理中，應當對電力系統進行分段，對每個階段進行檢測，依次拆除其中使用的設備，如果某個檢測段拆除后，電力系統恢復運轉，就可以說明是該部分產生故障，就不用對其他部分進行檢測，既可以降低維護成本，也可以提升故障處理效率和質量。在分段處理中，應當合理使用定期檢測和隨機抽查兩種方式，更好地降低故障問題的出現概率。

第四，加強自動化保護技術使用，提升故障處理效率。在電力系統中，涉及諸多線路，呈現復雜性，增大了管理難度。基于這種情況下，應當加快自動化保護技術的使用，可以更好地提升電力系統的安全穩定性，也可以提供持續的電力供應。因此，在變電站中，應該重視線路保護力度，使用繼電保護自動化技術，使用科學合理的保護措施，結合不同線路的情況，設計合理的繼電保護自動系統，充分發揮自動化技術的優勢，提升繼電保護設備的性能，促使電力系統安全穩定性提升。此外，傳感器設計需要使用雙重網絡平臺，調整優化軟硬件配置，提升組件合理性，持續增強電力系統運行的安全穩定性。

4 結語

電力系統是國民經濟發展、人民群眾生活保障中不可或缺的部分，會直接影響到社會經濟的穩定發展。然而，電力系統越來越復雜，管理難度也越來越大，導致故障問題種類更多，造成維護難度增大。基于這種情況下，電力系統都會使用到繼電保護設備，能夠對故障問題進行處理，保障電力的穩定供給。但是，繼電保護設備在使用中也存在很多問題，直接影響到電力系統的穩定運行。為確保電力系統安全穩定運行，應當科學合理地處理繼電保護設備的常見故障，有利于為社會經濟發展提供充足的電力供應。