电力系统继电保护故障及处理措施研究

朱 烨

国网浙江电力公司嘉兴供电公司，浙江 嘉兴 314000

0 引言

对于电网管理而言，继电保护的作用十分强大，具备高技术性、强责任心、高强度特点，因此电力企业必须高度重视继电保护工作。继电保护装置管理人员需全面遵循制度标准，采用科学化的操作管理方式，随时监控设备组成、投退保护配置运行模式，提前预测安全事故，并深入分析和研究事故位置与原因，制订具备科学性、时效性的处理措施，以此维护电网运行的安全性与稳定性，避免在继电保护故障分析与处理中产生严重的安全事故。

随着智能变电站的快速发展，电网系统逐渐提出调节控制一体化体系，在一定程度上改变了电网发展方式。智能变电站高级应用中所应用的重要技术之一就是在一体化信息平台上应用故障信息分析技术和智能化告警技术，在故障发生情况下记录故障的时间顺序，深入挖掘故障录波和保护装置的数据信息，在经过综合分析处理之后能够将故障结果展现在可视化界面[1]。

1 继电保护原理

在电力系统中，继电保护属于自动化保护装置的组成部分，包括执行逻辑和测量。对于测量部分来说，可以比较被保护对象的输入信号与整定值，以此加强保护装置的逻辑功能，同时明确保护动作行为。利用执行部位，可以做出跳闸动作，还可以发出报警信号。为了确保继电保护装置运行效益，提升电力系统运行的安全性，继电保护装置应当划分电力系统故障情况与非故障问题，使继电保护输入信号。在故障条件和正常条件下，显示出不同物理量与电气量。

根据不同角度，可以将继电保护装置划分为以下几类：（1）按照不同制造工艺，可以将继电器划分为微机型、集成电路型、晶体管型、整流型和继电型；（2）按照逻辑判断原理，可以将继电器划分为差动型、功率型、阻抗型、电压型、电流型。不管采用哪一类继电保护装置，都必须满足选择性、可靠性、灵敏性、快速性要求。在电力系统发生故障时，继电保护装置仍然可以正常工作，全面确保故障检测与切除，维护电力系统运行稳定性与安全性[2-4]。

2 电力系统继电保护故障

继电保护装置会直接影响电力系统运行，因而电力人员必须熟悉继电保护装置故障，发挥继电保护装置的性能优势，确保电力系统处于正常运行状态。

（1）电流互感饱和故障。电流互感器饱和会直接影响继电保护装置采样，属于继电保护装置的常见运行问题。若电力系统规模持续扩大，会相应地增加电力系统设备终端负荷。电力系统发生短路故障时，会瞬时产生较大短路电流。当保护装置出口位置出现短路故障时，短路电流则为电流互感器一次额定流的数百倍。一般来说，稳态电流短路条件下，短路电流持续增加，会相应加大电流互感器综合误差，导致差动保护拒绝动作。线路短路影响下，电流互感器电流饱和，此时感应的二次侧额定电流畸变，影响保护装置正常动作。当电力系统出现出口故障时，应采用主变压器后备保护装置切除短路电流，相应延长故障时间，以此扩大故障范围。当线路保护拒绝动作，会造成保护越级动作，出现大范围停电事故[5-6]。

（2）开关保护设备选择不合理。在选择开关保护设备时，若性能功能不合理，将会引发越级跳闸现象。选择开关保护设备能够促进继电保护装置正常运行。选择高度匹配的开关保护设备，对继电保护装置运行的影响非常大。电力企业主要在负荷密集区域建设开关站，电力人员通过开关站控制，能够向周边用户提供电能，形成变电所、开关站、配电变压器供电模式。若开关站未实现继电保护自动化，技术人员在选择开关保护设备时可以应用负荷开关。通过组合熔断器、负荷开关，可以加强开关保护设备的性能。一般来说，电力企业针对开关站进口线柜路，多采用负荷开关，实现分合操作，同时将负荷电流切断。针对具备变压器的出口线柜，需要应用熔断器和负荷开关组合器。电力人员在应用组合器时，多安装在配电变压器出口线柜上，这极易导致电力系统出口线故障，发生开关站越级跳闸事故，导致区域内停电。

（3）继电保护装置的其他故障。继电保护装置运行期间也会出现其他故障，如整定错误故障、装置异常故障等。电力工作人员在检测定值时极易出现校准错误和整定错误问题，此时会导致继电保护装置发生故障。在系统化维修继电保护装置后，电力人员未及时改变整定值，从而导致继电保护装置故障。装置故障通常是电子元器件老化故障，如继电保护装置的元件、插件出现失灵和损坏问题。出现故障问题后，不能表明继电保护装置存在设计问题，也不会对继电保护装置运行造成影响。该类故障和一般性故障的区别较大，主要在于不会造成继电保护装置立即动作，在其他设备出现问题后，继电保护装置才会出现问题[7-8]。

3 常见的继电保护故障处理措施

继电保护工作对于技术性的要求非常高，必须采用科学有效的措施处理故障，确保电力系统运行的正常化。

（1）替换法。在处理继电故障时，主要采用替换法，用完善的元器件替换电力系统运行中发生故障的装备装置，高效检测故障设备。采用替换方式可以缩小故障判断范围，使检测人员完成故障检测工作，全面提高故障检测效率与质量。

（2）参照处理法。参照处理法主要是比较分析故障设备与正常设备，从多角度查看故障设备故障点。此故障措施具备较高的应用范围，可以实行接线查找故障，也可以应用到设备日常检测中。当检测值和预设值差距比较大时，则不能定位故障点。替换故障设备后，如果仍然无法处理故障，电力系统无法实现正常运行，则故障检测人员应联合同类设备，再次排查二次接线故障。在恢复二次接线故障时，若存在接线错误问题，开关无法正常分合，检测人员可以参考邻近线路接线方式，联合线路标号信息，对各线路进行逐一检测和对照，以此找寻故障问题，全面维护线路运行质量。

（3）分段处理法。应用分段处理法能够科学划分电力系统继电保护设备，形成多个部分，利用划分顺序能规范化处理电力系统继电保护装置，比如检查高频保护收发信机的发信情况。

（4）短接法。选择电路回路的某一段，采用短接法实行人为短接操作，对短接线范围内的故障进行判断。当短接线范围内无故障时，持续缩小排查范围，以此降低故障率。短接法可以应用到电磁锁失灵、继电器接点不动作、电流回路开路等情况，能对控制节点的良好性进行判断。

（5）直观法。进行开关拒分或拒合故障处理时，下达操作命令后，若可以观察到合闸接触器、跳闸线圈动作，表明电气回路正常，断路器操作机构内部存在故障。在现场排查时，如果观察到继电器内部发黄，元器件散发出浓烈的刺鼻气味，则能够确定故障位置，将损坏部件更换掉。

（6）逐项拆除法。脱开并联的二次回路顺序，之后依次放回。当发生故障问题时，可以确定故障线路。在线路内，采用同样方法查找小分支路，直至确定故障点。应用逐项拆除法能够检查直流接地，当出现直流接地故障时可以应用拉路法，短时拉开直流屏，以此提供直流负荷各回路，确保切断时间小于3 s。当切除回路后，故障消失，则表明故障处于该回路中。

（7）故障信息分析与处理系统。现阶段，许多地区都在建设电力系统继电保护自动化体系，实现电力系统的智能化目标，并针对电力系统继电保护，开发出一套完整的信息管理系统，全面分析和处理继电保护故障信息。电力系统继电保护故障信息系统可以实时监控数据信息，仿真和智能化分析故障，对检查和排除继电保护故障提供准确参考，同时可以加快故障处理速度，全面提升继电保护装置维护的自动化水平。

4 结束语

综上所述，在电力系统故障监控与管理中，通过继电保护故障处理系统可以确保故障分析与处理的智能化水平。继电保护能够全面监控电网运行，当检测出具体问题时，作出明显反应，消除故障可以降低电网风险。随着现代科技水平的不断发展，必须深入研究和分析继电保护故障处理系统，对系统功能进行升级更新，确保其全面满足电力系统的发展需要。