电力系统继电保护典型故障分析

蓝艳菁

（国网福建沙县供电有限公司，福建 沙县 365500）

继电保护装置作为一种自动化设备被广泛应用于电力系统中，在保障电力系统运行安全的同时，提高供电的质量及企业的经济效益。当系统中发电机或线路等电子元件发生故障时，继电保护装置会发出警告信号或使处于工作状态的断路器跳闸，从而实现对故障的隔离作用。

1 电力系统继电保护特点与处理措施的重要性

电力系统继电保护的重要性主要体现在以下方面[1-2]。

1.1 可靠性

继电保护装置因其配置科学、技术优良常应用于电力系统中，在系统出现故障或影响安全运行时，自动进行保护的动作，来保障系统的正常运行和管理工作的顺利开展。

1.2 选择性和速动性

电力设备在出现故障后，为缩小故障的影响范围，继电保护装置能在较短的时间内快速、精准地判断故障类型，并且向距离最近的断路器自动发出相应指令，使其及时跳闸切断线路，以减少故障对电力系统造成的破坏；同时，可及时连接其他未受故障影响的电气设备和相关软件，及时恢复电力系统的正常供电。

1.3 灵敏性

被保护设备的线路或设备出现金属性短路时，依托继电保护装置相关的灵敏度系数，分析电网系统发生的故障和异常差误，从而判断出现故障问题的元件范围、性质以及具体的故障点，继电保护装置选择性和灵敏性的要求。

2 电力系统继电保护典型故障分析

2.1 1PT二次电压回路故障

例如，220 kV PT，变比为2 200，即使停电的一次母线没有接地，或具有1 MΩ的阻抗，从PT二次侧看到的阻抗也仅有0.2 Ω，与短路无异。出现此种情况后，会出现较大的反充电流，容易在运行过程中出现PT二次侧小开关跳开或者熔断器熔断的情况，导致运行中的继电保护装置无电压，从而引发保护装置误动或者拒动的现象。

2.2 继电保护触点故障

其中，在某一变电站内执行35 kVⅠ段母线倒闸操作，当该线路PT处于停运状态时，其电压二次回路中仍然有电压，且与35 kV Ⅱ段母线电压相同，当这两条母线各自都处于运行状态且互不干扰时，其并列装置中呈分列位置，执行母线电压并列回路检查时，显示一切正常。在检查35 kV线路保护的电压切换回路时，发现当倒闸Ⅱ母运行结束后，原来运行在35 kVⅠ段母线中的一条线路，在电压切换复归回路中的Ⅰ段母线倒闸辅助触点不良，无法使常闭触点处于打开状态，导致该两段的母线电压出现并列，在正确调整Ⅰ母倒闸辅助触点后，35 kV母线恢复正常电压状态[3]。

2.3 继电保护装置元件损坏

以某个35 kV变电站的某个线路开关为例，当开关处于工作状态时，其线路测控保护装置的合位灯和跳位灯同时发亮。在对其进行全面检查后，发现其在直流回路以及开关辅助开关接点的状态都没有出现故障问题。经过仔细比对及分析10 kV出线柜断路器电气控制原理接线图后，确认其各工作环节都处于正常运行的状态，仍未发现出现问题的原因。后查阅户内高压真空断路器说明书之后，推断其主要故障原因是由整流块引起，通过将操作电源断开后，对整流块故障进行检查，发现其出现击穿的问题，从而引起的元器件损坏。

2.4 接线错误引发保护误动或拒动

一台6 300 kVA主变压器投入运行后不久，在空载及轻载负荷状态下，其仍然能够保持正常运行。当负荷为2 000 kVA时，出现差动保护跳闸故障，通过带负荷测试变压器后，通过分析测量结果和数据，发现引发故障的原因是由于高压侧差动电流线图接反所致，完成接线修正工作之后，对角差和三相差流分别进行复测，根据复测结果对故障处理效果进行判断。

2.5 直流接地问题

直流接地故障导致继电系统出现拒动的主要原因有以下几方面：（1）直流正极接地原因。由于其出口中间的继电器线圈、跳合闸线圈等常规跳闸线圈与负极电源有连接；因此，保护误动作是由于列回路发生接地或绝缘不良的情况而导致。（2）直流负极接地原因。亦是同样的状况，在回路中出现其他的接地，扩大其故障的影响，导致保护拒动作。（3）继电器触点原因。出现两点接地跳闸及合闸回路短路的故障，无论出现其中的何种，都会造成继电器触点被烧毁，出现接地故障。

2.6 继电保护设备出现的故障

电力系统继电保护设备出现故障的主要原因是设备和元件的质量未能达到标准，且不能满足系统设计和实际运行中的需求。因此，对继电保护设备和元件质量和标准进行严格的把关，减少由于设备故障而影响继电保护装置的稳定运行，确保其能稳定发挥继电保护装置完整功能，图1是常见的电力系统继电保护设备。

图1 电力系统继电保护设备

3 电力系统继电保护典型故障处理方法

3.1 电力系统继电保护故障处理流程

针对微机提供的故障信息，要合理进行区分和处理，常见事故比较容易排除，非典型事故处理难度较大，应按照既定的步骤和程序进行处理；人为事故应科学处理。虽然发生继电保护事故，但现场信号指示不足以对故障部位和原因等进行判断，亦或者断路器跳闸导致无法发挥信号灯作用，增加了事故的界定和判断难度。电力工作人员要认识到科学处理电力系统继电保护典型故障的重要性，结合实际情况开展分析工作。严格执行故障录波和时间记录工作。继电保护故障处理过程中会应用到违机事件记录、故障录波图形、装置灯光显示信号等技术，需要以此为背景，对故障原因和处理方法等进行正确判断和确定[4]。

3.2 电力系统继电保护故障处理方法

3.2.1 参照法

参照法主要是通过对比电力系统继电保护装置的参数来判断保护设备的故障所在，及时针对发生的故障进行处理。通过对比正常和非正常运行状态下的设备技术参数，并以此为依据，寻找故障点。如果接线错误或定值校验过程中的测试值与预想值差异较大，可选择该种故障检查的方法。电力系统在进行回路改造时如果不能恢复正确的接线，可以运用参照法根据同类设备的接线位置进行检查，来缩小故障发生的范围。

3.2.2 替换法

借助替换法可以快速地更换电力系统中断电保护装置出现故障的设备，并及时恢复其保护的正常功能。比如：替换故障或存在隐患的电气设备或元件，判断其故障是否由元件出现故障问题而导致。因此，在使用替换法前，需技术水平较高的维修人员及时并准确地定位故障发生的位置。

3.2.3 直观法

该故障处理方法在电子设备检修过程中应用较普遍。在发生继电保护故障时，通过采用此种方式能及时对故障类型、原因等进行判断和处理。比如：继电器的表面颜色发黄或者元件有异味，都可作为故障判断的依据。

3.2.4 短接法

通过判断故障是否处于短接线范围内，以此为依据对故障范围进行界定，该故障判断方法目前在电力系统中应用较为广泛。比如：转换开关接点判断、电流回路开路等[5]。

3.3 确保电力系统继电保护正常运行的应对措施

电力系统继电保护过程中需进行科学合理的人员配置，并明确继电保护的目标，确保其处于稳定运行状态。

结合继电保护的特点，完善其具体的管理规范及相关规章制度，比如：完整的设备台帐、事故分析、定期校验和缺陷处理等，并将网络计算机技术应用到电力系统继电保护档案管理工作中，提高继电保护工作的质量和效率。同时，依托状态监测方法，对二次设备进行检查，以达到良好的状态监测效果，最大程度避免产生各种故障问题。

4 结语

继电保护工作直接影响着电力系统是否能正常运行。工作人员需结合日常的实际工作，了解电力系统继电保护特点及作用，通过具体案例对其典型性故障进行分析，提出具体的应对措施及保护处理流程，来提高电力系统运行的稳定性，促进电力企业的持续发展。