电力系统继电保护不稳定原因分析及解决措施

张伟 张劲帆 罗威 莫严君 罗波

（国网湖南省电力公司检修公司）

电力系统继电保护不稳定原因分析及解决措施

张伟 张劲帆 罗威 莫严君 罗波

（国网湖南省电力公司检修公司）

继电保护在电力系统中的作用和影响很大。在电力系统的实际运行过程中，可能会由于外界的环境因素比如雷击和一些电力系统中的内部因素以及电力系统的绝缘老化和损坏而受到影响，还会有操作不当等因素导致电力系统运行中继电保护的不稳定现象出现。在电力系统运行时，继电保护过程中不稳定的现象会引起许多电力故障的出现，如接地相数量不同还会出现短路等情况。本文根据实际工作经验并综合继电保护在电力系统的作用和内外界的影响及干扰因素，提出了相关解决方案和保护管理措施。

电力系统；继电保护；不稳定原因；处理方法

0 引言

电力系统的实际运行中，继电保护可以保护整个电力系统的稳定运行，保证电力装置的安全，继电保护被人们形象地称为电力系统运行中的安全卫士。在电力系统运行过程中，一旦出现电力故障，继电保护就会对电力系统的控制设备发射一定的信号，并能迅速准确地判断出现故障的部位并将其切断，从而来保护电力系统的正常平稳运行。图1是某电力系统110kV一次侧的继电保护部分示意图。

图1 110kV一次侧的继电保护部分示意图

1 电力系统运行中的继电保护不稳定原因

1.1 人为操作导致的继电保护不稳定

在电力系统运行过程中，由于继电保护工作人员在对其进行安装的过程中，如果出现操作失误或者是没有按照操作要求进行继电保护装置的安装，在安装设备和对设备进行接线的过程中出现问题，都会给继电保护在电力系统中重要保护功能的发挥产生严重的不利的影响［1］。继电保护值班的工作人员或者是继电保护装置的维护工作人员在进行继电保护装置安装和维护过程中，并没有严格按照技术和安装步骤的要求进行继电保护的操作，会导致继电保护装置出现老化或者是腐蚀的现象，从而会影响电力系统实际运行中的继电保护功能的发挥，引起继电保护装置出现不稳定的原因见表1。

表1 引起继电保护装置出现不稳定的原因

例如在某一次电力系统继电保护装置进行变电道闸的操作过程中，为了恢复220kV母线的固定连接，运行的工作人员在拉开220kV母差保护的三极隔离开关时，因为带有正电源的固定母线三极隔离开关的螺丝窜出，误碰到了220kV的母差的保护跳闸回路，最终造成了220kV母线固定连接断路器跳闸。在进行操作的过程中，由于母线的保护工作人员对螺丝进行了检查和加紧措施，但是对三极隔离固定螺丝的管辖概念分不清楚，就导致了螺丝的窜出从而发生了故障。由于在拉开过程中跳闸电器出现回路，造成220kV母联发生断路事故。

主要的解决措施：继电保护人员对继电保护设备装置的维护进行明确的分工划分，消除管辖死角。应对端子排的20cm内进行详细的检查，对经常使用的母线连接片和三极隔离开关以及重合的闸进行反复的按钮实验，再加强检查和维护工作，将隔离开关的螺丝固定好。

1.2 继电保护装置的硬件设备的问题

（1）继电保护运行中的电压问题

没有电压经过，或者是同期重合闸线路的检测是继电保护装置的重要组成部分，也是电力系统运行过程中十分重要的内容。在每个主变压不符合充电条件的情况下，电力系统在实际的运行过程中会出现一些继电保护问题。

（2）继电保护触点方面的问题

触点是电力系统运行继电保护中十分重要的环节之一，在一般情况下，继电保护中的继电器的触点会直接受到许多因素的影响，如在实际的运行过程中继电器的工作频率、继电器的制造材料以及继电器的工作电压以及继电器的工作负载和实际的电流值数，所以十分容易就发生继电器的触点问题［2］。

（3）继电保护装置在数据收集上的问题

一般情况下，在继电保护运行中，一些数据上的参数会出现变化，继电保护装置中的数据收集装置的最重要的作用就是准确地收集继电保护装置中的数据，并且它还能将收集到的数据转换成数字信号之后再经过继电保护装置传输到微机处理系统中对其进行有效的处理。

1.3 继电保护装置中的软件问题

在电力系统运行中的继电保护设备装置中都会有一定的设计程序，另外操作控制继电保护设备装置的系统也储存一定相对应的软件，一旦继电保护设备装置中的保护软件的数据编码出现错误或者是设计程序出现问题时，电力系统的继电保护功能就会出现不稳定现象，继电保护就很难发挥有效的作用。当前在微机保护软件的安全上的影响因素主要包括继电保护装置的软件装置上的结构设计错误问题，需求分析不准确以及额定值数的输入误差和数据编码的错误。

2 电力系统中的继电保护不稳定现象的解决方法

2.1 电力系统中继电保护的人为操作因素产生故障的处理方法

当前计算机系统能够排除在电力系统运行过程中的继电保护系统出现的简单故障，在计算机系统对继电保护系统的简单故障处理时，需要相关的工作人员进行适当的操作，而相关的工作人员都需要具备丰富的工作经验。当继电保护系统出现了计算机系统信号不能正确地进行故障的排除或者是继电保护系统中的断路器不能及时进行提示信号的发送等问题，就需要相关的工作人员运用故障检修方法进行系统的评估。计算机系统需要工作人员进行实时监测，给相关的值班人员提供准确的故障数据并对故障进行相关的记录，为值班工作人员做出正确的判断提供可靠的数字依据。表2是具体的继电保护检查标准。

表2 继电保护检查标准

2.2 电力系统中的继电保护硬件设施上的故障处理措施方案

（1）对二次回路进行拆除

在电力系统中的继电保护上，根据当前的实际情况来看，回路出现故障的频率最高。如果在进行故障的排查过程中，并没有发现明显准确的故障点，为了准确地找出继电保护中故障的位置和范围，就应该运行某些较为传统的方法将电力系统中的二次回路进行拆除之后再进行重新组装，一旦故障点和范围明确之后，再将继电保护设备装置的每个构件依次进行安装。

（2）运行置换方法进行故障处理

置换方法就是将疑似存在问题的继电保护设备进行检查后，将运行状态良好可以正常使用的同个类型的设备进行置换，准确地对结构元件进行好坏判断，尽可能地在最短的时间内将继电保护装置的故障范围缩小到最小值。

（3）参照对比方法进行故障处理

参照对比方法在相同型号和规格的技术参数的数据检查报告作为重要的参考依据，对正常的设备和不正常的设备进行适当的分析比对，两者之间的差距较大时，就表示该处可能是故障点或者是该范围内存在故障。一般情况下，电力系统实际运行中的继电保护装置的安装系统过程中，通常采用的就是参照比对方法。

2.3 电力系统继电保护装置的软件故障的处理措施

（1）微机装置的防干扰装置的安装

微机装置的内部电路运行时，外界的电磁场会对电力继电保护产生干扰。首先应该对微机装置进行合理接地设置，使微机装置的外壳接触到地面。在运行过程中微机装置很容易受到多种因素的干扰，一旦出现干扰情况就应该及时有效地对干扰的源头进行抑制，让微机自身具备的功能有效地发挥，从而对微机装置进行有效保护。在电力系统运行过程中可以利用电磁干扰装置，按照实际的微机装置安装的操作要求，在电缆的安装过程中要在电缆的表面安装一定的屏蔽防护层，屏蔽保护层的两个端点需要进行接地处理。当电缆的线路过长，电缆线路的其中一端在接触地面的时候，电缆上产生的电流会对微机装置产生干扰。除了这些处理措施之外还应该对微机装置进行适当的优化处理，制造出合理的微机装置的组成元件，保证该元件的质量符合相关的技术要求标准，还要对微机装置进行抗干扰性的设置，以此来避免外界信号的干扰。简要的安装流程如图2所示。

图2 安装流程

（2）微机装置的维护方法

微机保护装置是电力系统中十分重要的组成部分之一，在电力系统中电路在运行使用过程中会出现强烈的电磁场的干扰。为了确保微机保护装置的自我保护功能可以充分地进行发挥，要通过冗余的电力微机设备进行线上的运行，来确保微机保护装置处在正常的运行状态。在微机保护装置中的容错设计就是为了加强微机保护装置的安全可靠性从而来确保微机装置的稳定运行，同时还要进行参数的设定，通过设计，工作人员进行适当的操作来对微机保护装置中硬件的操作进行设置，在进行硬件操作设置后还要对监护人和相关的操作人员对微机保护装置的基本信息进行记录和存储。

（3）正确的继电保护的检查

①逆序检查法

计算机记录的数据不能及时对故障进行查找确定时，需要从故障发生的结果进行反方向逐一的检查直到找到故障发生的范围和准确点，这种方法适合在保护装置发生误差被动的状况时应用。

②顺序的检查方法

顺序检查方法就是逐个按照顺序进行故障的检查，在计算机出现故障时，微机保护装置会产生逻辑问题，这种情况下要采用顺序检查会提高检查的效率。

③整组的试验方法

这种方法就是用来确保继电保护系统能够进行正常的工作，确保微机保护装置的动作上的逻辑和时间的正确，确保在足够短的时间内找到故障发生的准确位置。

④认真真实地记录检查中出现的问题

认真详细地对待检查中出现的问题，并记录检查工作的时间，这是继电保护中的重要工作。详细真实的继电检查工作记录是相关操作人员有力的工作保障依据，还可以作为技术存档，是珍贵的技术经验资料。还应该对实际工作中的细节进行详细记录，以供后续参考。当然需要根据具体情况来分析，在电网线路结构比较复杂的线路中，线路应遵循的原则如表3所示。

3 结束语

随着当前计算机技术的飞速发展，信息时代的到来和电力系统的飞速发展，继电保护系统逐渐向智能化和网络化的方向发展，越来越多的新型技术和理论应用在继电保护系统上，广大的继电保护工作人员需要不断对新型的技术和理论进行学习和探究。为了充分地发挥电力系统中的继电保护工作的重要性，在实际的运行和使用过程中需要采取相关的措施来防止继电保护装置故障的出现，从而来保证电力系统和电力网络的稳定和保护工作的有效实施。

［1］ 姜新宇.自动化控制技术在电力系统的应用探求［J］.电子技术与软件工程，2015（13）：34-35.

［2］ 张闯，罗晓鸣.浅析电力系统及其自动化应用［J］.明日风尚，2016（9）：57-58.

表3 线路应遵循原则

（2016-08-11）