电力系统继电保护及故障检测分析

2021-01-17曹柯李媛媛四川宏业电力集团有限责任公司益森电力工程分公司

环球市场 2021年33期

曹柯李媛媛四川宏业电力集团有限责任公司益森电力工程分公司

我国历来非常重视电网建设，现阶段城乡电网不断完善健全。如何确保电网正常运行，电力企业需要切而实际的有效方法，而继电保护就是其中的一种。如果电力系统突然出现了故障，此时，继电保护装置就会突然断开，避免故障线路处于工作状态，从而保证其他线路的正常运作，避免大面积停电的情况发生，把停电对生产生活的影响降到最低限度。及时查找出问题、果断采取应对措施，是对一个电工维修技术的考验。快速排除故障，确保电力系统安全运行，是电力公司追求的主要目标。在实际工作中，电力系统会出现不同的问题，而在降低损失方面，继电保护发挥了不可替代的作用。

一、继电保护装置概述

所谓的继电保护装置就是电力系统在正常运行中突然发生故障，或是在系统运作期间出现危害生命或设备安全状况时，继电保护可将硬件问题与所有设备隔离开，并激活警报系统。专业护理人员可以及早发现人们实际工作中的问题，从而在短时间内消除故障并确定护理的开始。在这样的条件下，诸如发电机和输电线路之类的关键设备已经得到大规模开发，有效地减少了损失。

电力系统正常工作情况下，因为继电保护装置存在的误动问题将会使得电力系统原有的备用容量以及多数输电线路无法正常工作，继而引发沉重的经济损失影响。虽然误动问题确实会带来一定的经济损失影响，但是这些经济损失多数都能够控制到电力企业的承受范围内；然而，如果出现误动问题的同时还表现出拒动问题，则很大程度上会让电力企业伤筋动骨。在当前的电力发展背景下，误动问题以及拒动问题两者呈现出同等关系作用下的矛盾性，由此明确，在实现继电保护装置控制期间，需要将其误动以及拒动都控制在相对平衡的状态，如此才能够确保整体管理工作顺利完成[1]。

二、继电保护装置的重要意义

（一）保持电力系统稳定运行

电力系统的稳定运行对于社会生产和群众的日常生活都有着重要的影响，继电保护装置可以维持电力系统的稳定运行，确保电力系统在运行过程中不会出现问题，还可以对出现的故障进行一个详细的分析，可以及时了解到发生故障的原因，从而可以快速地解决问题，避免故障发生时间过长对设备造成损害，使得电力系统可以长时间的正常运行，保障了电力系统的稳定运行。

（二）监控电力系统的运行状况

继电保护装置可以反映电力系统的运行状况，使得电力工作者可以随时对各种设备的运行状况有一个很好的监控和了解，可以及时发现设备存在的隐患，通过设备发出的各种信号判断出设备的运行状态，针对设备的现状做出一定的措施，这样才能更好地维持电力系统的正常运行。继电保护装置还可以把信号传输给继电保护自动控制设备，从而对电力系统进行调整，使电力系统可以正常运行。

三、电力继电保护的故障分析

（一）开关设备方面

继电保护设备的复合开关、组合设备开关属于常见设备，作用方式、地点等存在明显差异。复合开关应用在进口开关线柜中，常用在变压器出口位置中的线柜一般都是熔断器开关，在开关设备的实际应用中，遵照实际情况进行选择使用，应用方式不合理会致使电路系统出现故障问题，因此一定要进行合理选择。如果设备故障出现问题，需先判断电网是否有异常情况，如没有则故障原因可能是开关质量不佳导致。

（二）运行过程故障

在继电保护设备的运行过程中，还会存在许多的故障问题，这些都是不可避免的，主要是因为继电保护设备长时间的运行过程中导致某一部分的温度过高，导致设备出现故障。电力系统的继电保护装置在实际的运行过程中主要体现在变差保护开关拒合，电压互感器还会出现二次电压回路的状况，在实际的电力运行过程中电压互感器内的零件还会出现损失或者滑落的情况，因为电压互感器是机电保护装置最基础的部分，如果电压互感器出现了问题及会导致机电保护装置不能很好地发挥作用，后续的装置发挥不出原本的作用。

（三）干扰绝缘因素

电力绝缘因素对于电力系统的继电保护装置会产生很大的影响，在正常的情况下，电力保护装置的外部都会包裹着绝缘皮，但是长年累月的使用就会导致外部的绝缘皮慢慢脱落，这样在不良天气下继电保护装置的安全就无法得到保障，所以要定期对继电保护装置的线路进行检查，确保线路外部绝缘皮的完整，减少继电保护装置出现问题的可能。在继电保护装置中没有连接抗干扰电容，这样导线阻抗过小，周围的磁场过大就会产生一定的影响。

（四）互感器出现饱和

在社会发展过程中，对于电力的需求越来越多，很多的设备和生产都需要依靠电力来解决，这样社会所需的电容量就会逐渐增加使得电力设备的负荷随之增加，电力系统所输送的电流就会超出预估值，这样电流互感器就会出现问题还会出现一定的误差。在电流短路的情况下，电流互感器会瞬间饱和，这样就会导致继电保护设备无法对通过的电流进行有效的辨别，导致电力系统无法正常工作，对社会生产和群众日常生活造成影响。

四、继电保护故障检测方法介绍

（一）参照法

对继电保护装置进行日常检测的最常用的方法就是参照法。通过这个方法对继电保护故障进行检测，需要使用它的正常数据作为参考。通过对继电保护装置里的参数进行大量的比对和分析，从而才能找出故障所在的具体位置，以及找出排除故障的其他相关因素，为彻底排除故障打下坚实的基础。一旦发生接线问题的时候，工作人员的通常做法是，利用参照法对故障进行及时检测，确保以最快速度排除故障。同路改造是电力系统经常面对的工作任务，在改造过程中，通常的做法是对继电保护装置进行更换。但是，在运行一段时间后，就会发生同路接线困难等问题，在这种情况下，只能按照参照法进行故障排除处理。在检测的过程中，检测出来的数值和继电保护装置的标准数值之间误差比较大，对继电保护装置的问题就不好判断，这时候不应该对设备的刻度指示进行常规化的调整。正常的做法是，应该对其他元件进行检测并分析，从而进行综合分析。在处理问题的过程中，确保继电保护装置是同一个回路是基本的要求。如果检测的结果真实可靠，而且确信装置存在问题，就要及时进行更换处理。

（二）分段法

在日常的维护工作中，分段法也是常用的检测方法。按照这个检测方法，首先要对系统中的继电保护装置进行划分，根据一定的顺序对设备逐个进行检查并找出故障。在这个检测过程中，对高频保护收发机的定期检测是重要的内容，查的内容主要包括两部分：一是检查设备的运行是否正常。二是检查接收信号的情况。通过分段法的方式进行划分，从而对收发机和大型设备的运行情况进行检测，这种检测的方法就叫分段法。这种检测的方法必须确保通道的通畅，在通道通畅的情况下接入相应的负载。完成以上工作以后再结合通道情况对继电保护的故障进行初步判断，找出故障存在的具体位置，并采取必要的措施进行处理，确保电网的安全[2]。

（三）替换法

在实际工作中还有第3 种检测的方法——替换法。这种方法比较容易理解，按照通常的说法，当保护装置里的某个元件出现故障的时候，就找相同的元件替换它，然后，对使用的情况进行检查。这通常出现两种情况：第1 种情况是把元件替换了以后，系统马上运行正常，这种情况说明问题出在元件上；第2 种情况是把元件替换上去后故障依然存在，这种情况说明，问题不是出在元件上，最初的判断是错误的，所以要继续查找故障的位置。和前面介绍的两种方法相比，前面的方法相对复杂，而且技术含量太高，而这种方法比较简单而且容易操作，因此，在实际工作中的运用相对广泛。但是，这个办法也有一个缺陷，就是查找故障比较浪费时间，使得故障不能及时排除。

五、电力系统继电保护问题常见解决对策

（一）提升工作人员的专业能力

电力工作人员的专业素养和技能，是保证电力系统安全稳定运行的重要前提。因此，需要不断强化工作人员的技术水平。可以通过在职培训等方式，提升电力工作人员的专业知识和技能；通过引进高素质人才，实现高效率的工作要求；需要改善考核机制中不合理的部分，确保绩效考核体现公平公正和激励员工的作用，促使工作人员对岗位工作积极热情，准确有效地应对继电保护工作中的各类问题，掌握继电保护的技术前沿。

（二）提升设备的装备水平，建立合理的继电保护系统

设备技术水平的提升，对继电保护系统性能的改善具有重要作用。在电力系统继电保护工作中，应当不断提高元器件的装备水平，满足继电保护的要求。从实际情况出发，需确保元器件满足技术指标的要求。同时，与继电保护相关的各项制度需要不断完善，如运行、维护和检修方面，需要有明确的规章制度，确保设备检修和维护工作有序展开，从而保证继电保护装置正常工作。此外，需要考虑措施的科学性，可以通过参照对比法、置换法等及时排查设备元器件中潜在的或已出现的故障，从而保障继电保护装置安全运行。

（三）计算机网络技术

随着计算机网络技术在电力系统中的不断应用，电力系统网络化已经得到了长足发展。因此，技术人员需要在电力系统尤其是继电保护装置中融合智能技术和计算机技术，以增强继电保护装置的自动化水平，同时可以对监控设备和远程的终端单元进行自动化控制，从而更便捷地传输电力信息。

（四）强化自适应装置

如果电力系统出现突发状况，则可以通过继电保护自适应装置进行解决。这种自适应控制措施能够更好地分析突发情况，及时准确地启动解决选项。通过强化自适应装置，可以更有效地保障用户的安全用电。这种自适应控制措施是对继电保护技术的加强，在保护效率方面的能力更强，且在国内外电力系统应用中发挥了重要作用。所以，可以通过这种方式来解决继电保护技术应用中经常出现的问题，确保继电保护装置稳定运行。

（五）继电保护设备的日常保护

对于继电设备进行日常的维护和管理是为了确保机电设备的正常工作，不对电力系统的运行产生影响，使得电力维护工作人员可以提前发现一些隐藏的问题，还可以及时地检测设备的运行状况，制定合理的维护计划，确定维护工作的标准及相关规定，让维修工作人员可以有一个参考标准，使其他的电力设备与继电保护设备之间保持一定的距离，防止电流短路对设备的影响。还有就是在设备的维护管理阶段，工作人员要进入继电保护装置的内部进行一个全面的检查，对设备进行全方位的分析，可以及时发展装置内存在的故障，及时采取措施进行控制，还要对检测维护的过程进行详细地记录，为之后出现相似的情况提供参考作用，保证基点保护设备的正常运行[3]。