电力系统继电保护及故障检测方法分析

2021-04-03孟雪猛袁瑞琴

中国设备工程 2021年14期

孟雪猛，袁瑞琴

（1.北京石大东方工程设计有限公司；2.山东石油化工学院，山东东营 257000）

我国历来非常重视电网建设，因此城乡电网十分健全。如何确保电网正常运行，各电力公司都有十分有效的应对办法，而继电保护就是其中的一种。继电保护对于电力系统的重要性是毋庸置疑的。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，电力系统经常出现这样或那样的问题，而在降低损失方面，继电保护发挥了不可替代的作用。

1 继电保护的概述

在电力系统运行过程中，随时会发生各种故障或者系统发生异常。当电力系统出现故障或者系统异常的时候，事件保护就会对系统进行检测发出警报，甚至可以直接将故障部分进行切除或者隔离，继电保护是电力系统的重要保护措施。

电力系统的正常运转，其中最主要的原因就是能及时排除这种故障，从而使电力系统远离危险的环境。在电力系统的运行过程中，对变压器、发电机和输电线路等进行保护是极其重要的，如果对系统及其元件保护不及时，有可能导致整个电力系统的瘫痪。在实际操作中，通常采用有触点的继电器对系统和元件进行有效保护，使整个系统运行正常，这种保护的方法人们称为继电保护。当电力系统在运行过程中发生故障或者出现异常情况时，继电保护装置就能在最短的时间内自动从系统中切除故障部位，或者发出警报信号。值班的工作人员根据系统发出的警报信号对故障进行跟踪并查找故障的根源，从而避免设备遭受更严重的破坏，或者对相邻地区的供电造成更大范围的影响。

继电保护有一个前提，那就是继电保护装置必须具有以下功能：一是正确识别被保护的元件是正常运转状态还是真正发生了故障；二是启动继电保护后，是区域内保护还是区域外保护。只有满足这两个条件，继电保护装置才能发挥它应有的功能。一旦电力系统发生故障，工频电气量就会发生明显的变化，并呈现以下特征：电流突然增大，电压突然降低，电流与电压之间的相位角发生改变，测量阻抗发生明显变化等。利用故障发生时电气量的明显变化，便可构成继电保护。

2 电力继电保护的故障分析

2.1 继电保护开关

整个电力系统是由各个子系统集合而成的，为了确保电力在各子系统中有序调度，一般都是由工作人员通过控制开关向各个系统送电。在没有安装继电保护的情况下，只能由工作人员进行人工操作。在工作实际中，有些工作人员是尽心尽责的，严格按照操作流程进行操作。而有些工作人员的责任心没有那么强，为了贪图方便，他们把复合开关和组合器连接在变压器的出口线柜上，因为违反了技术操作规程，因此导致故障的发生，造成严重的问题。

2.2 微机继电保护故障

首先，外界干扰和绝缘性故障的问题。微机继电的保护运行过程，在实际工作中很容易受到外界的干扰。它的绝缘性材料都是特制的，一旦受到外界的干扰就容易对系统造成破坏，继电保护就失去应有的作用，从而使电力系统出现故障。其次，保护装置的电源问题。经过对许多起微机继电保护故障的统计，保护装置的电源出问题的概率很高。这其中的主要原因是因为内部不稳定的电流和电压造成的。它内部的电流电压不稳，使得继电保护出现了基准值不准的情况，保护装置对电流的判断存在很大的误差，因此导致故障的发生。最后，继电保护装置受到静电的影响。电网的运行过程都会产生静电尘埃，一般情况下都要及时进行处理，处理和维护不及时，静电就会对保护装置产生很大的破坏力。尤其是在广播（卫星）发射塔（站）之类的场所，无线装置对继电保护的干扰更加明显，干扰严重的时候甚至出现元件错误运行，使得继电保护装置根本无法发挥作用。

3 继电保护故障检测方法介绍

3.1 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。

3.2 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。

3.3 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。