电力系统继电保护常见故障与对策分析

苗雨

国网山东省电力公司平原县供电公司， 山东德州  253100

摘要：近年来，我国的电力工程建设的发展迅速，继电保护是电力系统的重要组成部分，继电保护系统在运行中发生故障，会给电力系统的安全稳定运行造成影响。因此，生产运行管理中可以通过对典型的、常见的继电保护故障进行分析探讨，举一反三，并采取有效的处理对策和预防措施，提升电力系统的安全性和稳定性。

关键词：电力系统继电保护;常见故障;对策分析

引言

自我国提出智能电网建设指导意见后，智能电网获得了高速发展，各种新技术、新设备如雨后春笋般出现，应用于智能电网领域。继电保护技术在国家电网结构建设和功能优化等方面发挥着重要作用，逐渐复杂的电网结构对继电保护技术提出了更高的要求和挑战，新型计算机技术、传感器技术、光纤通信技术等的应用给继电保护发展注入了新鲜血液，使其具有广阔的发展空间，为了更好的服务我国智能电网的建设，加强继电保护技术研究工作具有十分重要的意义。

1电力系统继电保护的概念与作用

1.1 继电保护的基本内涵

继电保护包含继电保护技术和继电保护自动装置。该项技术是一个完整的体系，它主要由电力系统故障分析、继电保护原理及实现、继电保护配置设计、继电保护运行及维护等技术构成;继电保护装置是有效发挥继电保护功能的关键一环，在电力系统运行设备产生异常或者出现故障时，能快速地分析故障的情况，及时有选择性地动作，進而快速切除故障。

1.2 继电保护所发挥的作用

继电保护在电力系统发生内部故障或不正常运行状态时，能够智能识别电力系统本身的故障或危及安全运行的事件，根据故障的性质，在保护装置可能实现的最短时间和最小范围内，将运行的故障设备从系统中切除，或及时发出报警信号。具体而言，主要功能包括：（1）监控电力系统中设备的运行，当被保护的设备发生故障时，相应的继电保护装置迅速精确地给故障元件相关的断路器设备发出跳闸指令，让故障设备第一时间从电力系统中切除，将事故影响范围降到最小，降低对电力系统安全稳定供电的影响。（2）科学智能传达电气设备各种不正常运行状态，并根据不正常运行状态和设备运维条件的迥异而发出相应的指令，警醒值班工作人员及时高效地采取相应的措施，或可由自动装置自动进行相关的跳闸及控制。（3）实现对电力系统设备的自动化控制和远程操作，以及对工业生产的自动控制。

2继电保护面临的机遇和挑战

在我国大力支持智能电网建设的形势下，继电保护作为电网系统不可或缺的一部分，将面临着严峻的挑战和广袤的机遇。智能电网建设中，继电保护面临大量的挑战，如大电网、远距离、交直流混合、超高压电网、特高压电网等互联是其必经之路，这对继电保护装置的可靠性、安全性和兼容性提出了更高的要求;电网建设中使用大量的电力电子设备，它们使电网电流分布特征发生了无法预料的变化;继电保护系统需要与电网控制策略相配合、协调等。与此同时，也给继电保护带来了机遇，智能电网的快速发展为继电保护的研究提供了用武之地，促进构建电网实施动态监测系统，缩短数据更新间隔，也促进了实时、可靠的信息通信技术的发展，同时还带动了局放监测、雷电监测、覆冰监测等多种系统和领域的发展。

3配电自动化与继电保护在配电网故障处理中的应用

从前述分析可知，配电自动化与继电保护能够将配电网中的故障进行高效率和高质量的处理，因此在具体的工作中应该对配电自动化与继电保护在故障处理中的具体功用进行简要的阐述。当配电系统中存在故障和异常情况时，配电自动化与继电保护系统将会自动找到出现故障和异常的区域并为管理人员提供详细的信息，这样相应维修人员就可以针对报警信息进行针对性修复，从而有效确保配电系统运行的安全性和可靠性。一旦配电系统中发生某些安全故障时，配电自动化系统能够及时准确找到故障点所在区域，同时对于该区域实施有效隔离。在此基础上，继电保护装置能够使得故障电力设备快速脱离配电网，这样就能够有效确保电力设备安全性。但是受到故障位置差异的影响，配电自动化与继电保护系统在故障处理时的方式有所差异，所以需要针对故障位置所在线路的具体类型来选择对应的处理方式。某电力企业建设有138条10kV配电线路，总体长度达到2257.45km。经过该电力企业统计分析可知，2018年所有配电线路发生故障共723起，其中高故障率的线路达到了58条，这些线路年故障次数都在6次以上，跳闸的次数达到了636次，占到全年总跳闸的87.97%。一旦发生故障时站内的断路器就会自行跳闸，在检测到开关失电压失电流的情况下会将开关跳开，此时站内对断路器实施合闸，恢复开关和站内断路器之间的正常供电。在实施故障点定位隔离后再将开关合闸，对于非故障区域恢复供电。

4继电保护的常见故障类型和应对措施

4.1 电流互感器饱和引起的保护误动

在最近若干年的电力生产中，出现过电流互感器在保护区外故障或大容量电动机启动时，因流过电流互感器电流过大，造成电流互感器出现饱和，导致差动保护误动作的事故。主要原因有：（1）电流互感器在设计选型上未选用容量足够的保护级电流互感器。（2）在施工调试阶段，电流互感器因安装、调试等因素造成现场组别接线错误，导致差动保护选用计量级电流互感器。针对这一故障，应采取如下对策。首先，在设备选型上应进行电流互感器的核算，根据电力系统短路容量来合理选择电流互感器的容量，满足相关继电保护装置上下级整定配合和可靠性的要求。其次，在施工调试阶段，应认真核对图纸与现场实际接线情况，根据厂家提供的电流互感器铭牌及伏安特性报告，确认CT组别，防止差动保护电流互感器组别选择不当。最后，还可以通过实测差动保护电流互感器CT10%误差曲线查找最大短路电流下的允许阻抗与实测的二次交流负载阻抗进行比较，校核电流互感器在可能出现的最大穿越电流作用下，电流互感器是否会饱和以及差动保护是否会误动作。

4.2 CT、PT接地问题引起保护误动及拒动

所有互感器的二次绕组回路都必须有且只能有一点接地。现场由于等电位地网及二次回路接地不规范，二次电气设备繁多且二次回路接线复杂，再加上电缆绝缘老化以及人为接线错误等因素，导致二次回路經常出现多点接地的安全隐患，在外部严重干扰情况下，出现继电保护装置误动作或拒动的安全事故。如当PT二次回路出现多点接地，在一次系统出现接地故障的时候，因故障点电位及变压器中性点电流的影响，造成保护装置采样到的二次电压与实际故障相电压不一致，对保护装置的动作行为产生影响，出现保护拒动或者误动的风险;当CT二次回路出现多点接地，当一次系统出现接地故障的时候，因二次电流回路存在分流，导致保护装置采样到的电流出现一定的偏差，对保护装置的动作行为产生影响，出现保护拒动或者误动的风险。为了提高继电保护的可靠性，现场应加强对二次回路的检查，严格按照相关的检验规程、规范进行检验，严禁出现少项、漏项的情况。同时，现场可通过二次回路的绝缘检查，来排查CT、PT二次回路是否存在多点接地的安全隐患。

4.3分段处理措施

在进行电力系统继电保护故障的清除处理时，还可以采用分段处理的方式进行故障处理。在进行继电保护故障的处理时，可以将相关的设备运行系统划分为两个或两个以上的组成部分，然后按照一定的顺序展开相应的故障处理。以回路故障处理为例。当继电保护系统的回路运行出现故障时，可以将系统回路人为的划分为某几个检测段，然后依次对各检测段的回路进行拆除，如果某一检测段的回路拆除后，继电保护系统能够恢复正常运行，那么就可以判定回路故障就出现在该检测段，则不需要对后续检测段的回路进行拆除，大大节省了时间和人力，提高了故障检测的效率。在进行继电保护系统故障的分段处理时，可以将定期检查与不定期检查的检测方式进行有效结合，在日常的工作中，有意识、有目的、有计划的加强对继电保护系统的故障检测，做好事前预防工作，防范于未然。

结语

总而言之，随着我国社会经济的快速发展，电力需求量逐渐扩大，智能电网建设对我国经济发展具有重要的意义，而继电保护技术是智能电网安全稳定运行的排头兵，是电网向智能化、数字化发展的基础。因此，电力工作人员一定要认识到继电保护的重要性，加强继电保护技术的研究工作，为智能电网安全稳定运行提供基础保障，促进智能电网健康可持续发展。

参考文献

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