继电保护动作报告及故障录波分析

黄江辉

摘要：随着社会经济发展、用电量增加，保证电力供应显得尤为重要。在电力系统发生设备故障时，要求能够迅速地判断、处理故障，及时恢复相关设备的运行，保证电力供应。本文从继电保护原理出发，分析应该如何识读继电保护动作报告，判断电力设备的故障类型及动作情况，并与故障录波进行对比分析。通过有序地检查、分析相关保护信息，可以快速准确地获取故障信息及设备动作结果，为相关无故障设备的恢复运行及故障设备检修提供信息，进而提高工作效率，减少设备停电时间，保证电力供应。

关键词：电力系统;设备故障;保护报告;故障录波

随着社会经济发展、用电量增加，对电力供应的质量要求更加严格，必须保证电力系统安全、优质、经济地运行。但电力系统在正常运行的过程中，难免会发生各种的故障，比如雷击导致短路、树障导致线路接地、开关误动或拒动等。因此要求电力生产人员能够准确快速地找出故障设备及故障原因、进而隔离故障、检修设备、及时恢复相关设备运行。

1 保护动作报告及故障录波分析

1.1 继电保护原理

继电保护是对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测，从而发出报警信号，或直接动作于开关，将故障部分隔离、切除的一种重要措施。电力系统发生故障后，主要的电气量特征有：（1）电流增大;（2）电压降低;（3）电流与电压之间的相位角改变;（4）测量阻抗发生变化;（5）不对称短路时，出现相序分量。根据继电保护的原理进行分类，变电站常用的保护类型有：（1）电流差动保护;（2）纵联距离保护;（3）距离三/四段式保护;（4）电流三/四段式保护;（5）过/低电压保护;（6）断路器失灵保护;（7）三相不一致保护;（8）重合闸保护。

在分析保护动作报告之前，应该熟悉典型故障的保护动作情况，这将有利于快速判断故障类型。常见的线路故障及保护动作情况主要有：（1）单相瞬时接地故障跳单相后重合闸成功;（2）单相永久故障跳单相后重合闸不成功再跳三相;（3）两相或三相故障跳三相后不重合闸;（4）母线故障跳开母线上的所有开关;（5）开关拒动时失灵保护跳开与故障开关相连的所有开关。

1.2 保护动作报告分析

当电力设备发生故障时，继电保护装置动作后，保护装置会生成一份保护动作报告，里面包括有保护装置动作的简要信息。以图1南瑞RCS931500kV线路保护动作报告为例，分析过程如下：

1）根据后台告警信息，正确完整地选择所有相关保护动作报告进行打印，注意在报告上标注清楚保护名称，防止混淆。

2）检查保护起动绝对时间，该时间为故障发生的实际时间，报文其他地方的相对时间均以该绝对时间为基准。

3）检查故障相别、故障电流。故障相别是指发生故障的相别，而不是开关动作的相别。对于电流差动保护，差动电流大于整定值的必定是故障，但对于其他保护区外故障同样会造成电流增加。所以，对于非电流差动保护，不能因为电流大于整定值就判断该相为故障相，如果是纵联距离保护，还应收到对侧允许信号才能判断为线路该相故障;如果是距离1段这种欠范围整定的，因为其保护线路全长约70%，可以直接判断为线路该相故障，而对于其他保护，则不能肯定为线路该相故障。

4）检查保护的动作相别及动作元件，检查重合闸情况。如果第3）判断为单相故障，在线路重合闸方式为“单相重合闸”时，此处的动作相别应该为单相，且重合闸应启动，如果重合闸不成功，之后还有一次保护动作跳三相。如果第3）判断为两相或三相故障，此处的动作相别应该为三相。注意动作相别是指保护向断路器的哪相发出跳闸命令，而不是指故障相别。

5）检查故障测距。如果故障测距很小，说明故障点离站端很近，应特别注意检查站内设备状况，且要注意人身安全。同时，故障测距也是线路人员确定故障位置的重要信息，一定要将该信息正确地报告调度员，以免延误故障处理。

通过上述的5个步骤，可以确定故障类型及动作情况。例如，图1保护报告显示的故障类型及动作情况为：C相发生单接地故障，电流差动、距离1段保护动作，向开关C相发出跳闸命命令，故障测距为26.2km;图2保护报告显示的故障类型及动作情况为：C相发生单接地故障，纵联距离、纵联零序保护动作，向开关C相发出跳闸命令，880ms后重合閘动作，故障测距为47.10km。因该500kV线路为3/2接线，开关位置和重合闸情况在开关保护中记录。对于独立配置的主一和主二保护，还应该比较两套保护反应的故障类型是否一致。

在确定故障类型及动作情况后，应该根据故障类型和动作情况对照故障录波图，检查保护是否正确地根据故障而动作，并检查保护动作的执行结果。

1.3 故障录波图分析

保护启动后，保护装置会记录设备相关的运行参数，一般包括保护跳闸命令、开关位置、相电压、相电流、零序电压、零序电流、收/发信等。

以图2南瑞RCS931 500kV线路故障录波图为例，对应图1南瑞RCS931 500kV线路保护动作报告，已知其故障类型及动作情况为：C相故障，开关单跳单重。对应录波图中C相电流增大，电压降低，产生零电压和电流，符合故障特征，保护在15ms时发C相跳闸命令，C相在50ms时电流为0，说明开关C相跳闸成功，切断故障电流。其他信息在开关保护中记录。

通过上述的步骤，可以检查继电保护是否根据故障情况正常地动作，以及动作结果如何。从中可以检查保护及开关是否出现误动或拒动的情况，保证对故障类型和保护动作情况判断的正确性，以正确指导非故障设备恢复运行及故障设备检修等相关工作的。

这里总结出一个线路故障信息和保护动作汇报的模版。

（1）单相接地故障汇报模版：

时分秒，现场天气为，线路发生（A/B/C）相接地故障。保护动作情况如下：保护动作，跳相，故障相别为相，故障测距公里;重合闸动作，重合（成功/不成功）。现场开关在（合闸/分闸）位置。一次及二次设备检查（有/无）异常。

（2）两相/三相故障汇报模版：

时分秒，现场天气为，线路发生（AB两相/AC两相/BC两相/三相）相（接地/不填）故障。保护动作情况如下：保护动作，跳三相，故障相别为相，故障测距公里;重合闸不动作。现场开关在（合闸/分闸）位置。一次及二次设备检查（有/无）异常。

2 结语

针对电力系统在运行时可能发生的故障，本文讲述了如何分析继电保护动作报告及故障录波图，通过提供准确的故障信息及保护动作情况，能够快速恢复非故障设备的运行，提高电网供电的可靠性。同时，能够为检修人员提供准确的故障信息，帮助检修人员快速定位故障，提前准备好设备抢修的工器具及备品备件，提高工作效率，有利于及时恢复故障设备的运行，减少停电时间，保证电网的安全稳定运行。

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