电力继电保护故障的检测及其维修析

孙洪涛 王喆 李永钦

摘 要：现阶段，智能变电站新技术广泛应用，而继电保护运维技术发展相对滞后。为了适应电网建设发展的需要，该技术针对目前继保运检工作中存在的难题，设计了故障快速分析、定值压板远程巡检和电源远程管控的功能并进行了应用推广。结果表明：该技术增强了继电保护运检工作的自动化、智能化水平，减轻了运检人员的工作负担，提高了继电保护设备运检工作的管理水平和工作效率。

关键词：电力继电保护故障;检测;维修解析

引言

当设备运行时，继电保护最容易发生故障，如何降低继电故障的发生率，并正确地判断故障发生的位置、类型，及时采取何种有效措施，提高电厂的运行效率，避免事故的发生，是本次研究的重点。

1常见故障原因分析

1）干扰。微机的保护能力差最容易引起干扰问题，不能保障继电器的完善输出，当其他的通信设备出现在保护屏上时，就会产生干扰，导致继电器发生故障。通信设备在电厂发电的应用中，逻辑元件容易被烧毁，从而发出错误的指令，就会使继电设备不能正常运行。2）人为原因造成的定值错误。在人工设定时，由于个人的操作技巧，操作方式出错，这就会形成错误的操作指令，指令错误，导致系统接收后，也发出错误命令。3）高频信号故障。高频信号发射机的生产缺乏统一的技术规范，每个企业的生产成本不同导致其发射机的质量差异較大，其故障出现率也不尽相同。4）CT饱和。设备运行时，如果CT出现故障后，就会出现电流流动加剧现象，从而引起线路短路，造成CT饱和，使继电保护系统的运行出现障碍。5）插件的绝缘问题。在整个保护系统中，线路设置容易出现障碍，其技术要求含量高，材质差别也很大，非常容易产生静电现象，设备长时间运行时，插件上由于绝缘性问题，容易发生漏电现象，甚至出现短路，引起整个设备运行故障。

2关键技术

2.1故障快速分析

故障分析是继电保护远程运维管控技术的核心技术之一。首先，主站接收到子站中保护装置和故障录波器监测的实时数据。该技术在此基础上通过数据筛选和融合处理得到直接反映故障特征的有效信息，从而实现故障定位和故障分析的功能。（1）信息融合技术信息融合技术是一门研究多源信息综合处理的技术。该技术在接收多个信息源数据的基础上，通过一定准则下进行互联、相关、估计和组合操作，以完成之后的分析任务。信息融合技术用于变电站的信息系统中需要满足2个基本条件：信息采集的可得性和信息处理的实时性。目前，变电站的自动化信息系统主要是采用过程总线将设备层和间隔层进行连接的方法，从而将所有的数据通过汇总到总线上实现实时共享的功能。一方面，站内的智能传感器可以将相关辅助节点的位置信号快速传送到总线上进行实时监测。另一方面，由于过程总线技术具实时性能好的优势，主站可以得到变电站内相关设备的实时数据。综上，目前的变电站自动化信息系统已经满足了信息融合技术的基本要求。（2）故障初判对主站收到的实时录波数据进行故障初判。判断依据为是否存在模拟突变量。如果存在模拟量的突变，则初步判断为故障信息，该数据将会分类于“故障”数据区内，供监控人员查看以进行下一步的故障定位和分析。如果不存在突变，则判断为无故障信息，该数据将会分类于“无故障”数据区内。（3）故障定位对于故障初判后位于“故障”数据区的信息，需要进行故障定位，定位过程分为3步：①读取元件的属性参数，并将其保存在元件属性参数字符串变量中。依次查询元件的保护配置、保护整定值和故障录波数据。②对元件的故障录波数据进行滤波处理需要匹配相应的滤波算法，经过对比后选用Tukey数字低通滤波器对电压、电流等电气量进行滤波处理，开始故障定位。③每个保护装置有各自的保护逻辑，保护逻辑满足则判断为故障。选取元件所对应保护装置的某套动作逻辑，若满足动作条件，则将该元件归类到故障元件表中。注意对于线路元件，需要用测距算法进行故障测距定位。重复步骤③直到遍历该元件配置的所有保护。重复步骤①、②、③直到遍历所有的可能故障元件。（4）故障分析保护动作存在2种情况：正确动作和不正确动作。将故障定位结果与实时数据库中所记录的开关量进行对比，可分析出保护动作情况。若两者一致，则判断保护动作是正确的;若不一致，则判断该保护是不正确动作。

2.2定值压板远程巡检

根据电力系统的不同运行方式，变电站继保设备的定值和压板需要重新设定。运检人员可以通过现场操作或者从主站进行远方修改操作，但都无法绝对避免因人员粗心或网络问题造成定值和压板设定错误。传统的解决办法是定期对继保设备的定值和压板进行巡检工作。目前在变电站运维工作中，对继电保护装置进行定期巡检都是由运检人员在现场操作完成的。随着无人值守变电站的兴起，继保人员亲自到变电站进行定值巡检会使得工作效率大大降低。而网络传输技术的成熟使得定值远程巡检成为可能，显著提高了定值管理工作的效率，这也是继保工作中定值管理工作的发展趋势。本文设计的继电保护远程运维管控技术具有定值巡检这一功能，再将召唤的定值和压板信息与调度下发的定值单进行比对，如果比对之后发现定值和压板不一致会将结果直接反馈给继保人员，待继保人员核查后，确定是否需要修改定值或压板。定值压板远程巡检模块具有自动比对和智能筛选的功能。定值是数值量，实时采集每项定值，与录入的基准值进行比对，如果相等则一致，如果不相等则不一致，结论分别用布尔量“0”和“1”表示。而控制字、软硬压板均是“0”或“1”的开关量，更容易实现自动比对功能。前期给每项定值、压板的正常状态设置基准值，与实时数据库得到的定值压板信息进行比对，程序实现可以确保准确率100%，而且仅用1min就可以完成1个变电站内所有继保设备定值压板比对，而智能筛选技术可以用不到30s自动筛选出不一致的地方，1个变电站的巡视工作过程不会超过2min，从而实现“快速自动比对、智能筛选错误”目标。通过上述技术，极大缩短了核对时间和巡检周期，显著提高巡检质量和效率。

2.3电源远程管控

智能变电站中对继电保护设备的要求越来越高，绝大多数情况下设备都能保证稳定可靠运行。但由于继保设备长时间处于运行状态，偶尔会出现软件或装置崩溃的现象，此时需要运检人员立即到变电站进行重启装置的操作。该过程花费大量时间在往返变电站的路上，一方面装置崩溃的问题得不到快速解决，另一方面给运检人员增加了运维负担。通过电源远程管控技术，运检人员在主站就可以对继保装置进行远程重启操作，使得装置快速恢复正常运行状态。

结语

总之，继电保护系统是确保变电站内部电力系统正常运行中不可或缺的保护体系。在平时的变电站继电保护系统运行中，容易出现干扰故障以及内外部故障等多种类型故障，影响了变电站继电保护功能的正常运行。为了有效处理继电保护故障，可以从采取有效抗干扰措施来处理干扰故障出发，注重灵活选用排除法、分析法等故障诊治方法来处理继电保护装置，配合定期开展二次回路巡检工作，力求全面提升变电站继电保护工作的质量。

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