变电站继电保护的作用及常见故障处理策略探析

姜存进

（国家能源集团东台海上风电有限责任公司，江苏东台，224200）

电力是保障民生建设，社会经济发展的重要能源。伴随着社会用电需求量持续增加，国内配网规模不断扩大，配网运行管理设备越来越多，配网结构复杂度也越发凸显，这极大地增加了配网运行管理的难度，也增加了配网运行中质量及安全事故的发生概率。为了有效确保配网运行的可靠性，及时解决配网运行故障，降低配网运行故障的危害程度，当下配网运行中都专门性设置了配网继电保护装置。因此，如何才能有效控制及处理变电站继电保护装置的运行故障值得深入探讨。

1 变电站继电保护的作用

在电力系统的运行管理系统中，继电保护系统是非常关键的构成部分，具体就是结合电力系统的运行管理需求来科学设置继电保护装置，具体的保护原理见图1。

图1 变电站继电保护原理图

电力系统中的电力元件出现故障问题后，相应的故障参数量会按照图1所示的流程进行处理，并且最终选择跳闸或发出信号脉冲。

对变电站继电保护系统而言，主要可以分成子站系统与监控系统两大部分，具体的系统构成见图2。

其中继电保护是监控系统的一个重要组成部分。通过科学设置继电保护系统，主要的作用体现如下：①有利于确保变电站安全运行。在变电站内部的电力系统中被保护的相关电力元件出现运行故障问题后，所设置的继电保护装置可以有选择地将故障元件所在线路段进行切断，以此可以避免故障元件的故障范围进一步扩大，力求最大程度确保变电站内部电力系统运行安全性。②有利于及时警示变电站内部出现异常运行状态的各种类型的电气元件。如果变电站内部电力系统在运行中的某个电气元件存在异常运行工况，那么所设置的继电保护装置就会及时发出警告，并提醒值班的检修工作人员及时排查及解决相关故障问题，或者可以由继电保护装置进行自动化调整。③有利于实时监控变电站内部电力系统的运行工况。基于变电站内部继电保护系统的科学构建，不仅可以及时出现它们运行中存在的故障电力元件，也可以对电力系统运行是否可以持久保持稳定、正常工况进行实时监控，提高了变电站内部电力系统运行管理的水平。

图2 变电站继电保护系统构成简图

2 变电站继电保护的常见故障

■2.1 干扰故障

干扰故障是继电保护装置运行中比较多见的一类故障，主要是由于静电干扰或电磁辐射干扰所造成的一类运行故障。在日常使用一些类型的通信装置与设备期间会不可避免地产生一些电磁辐射，由于继电保护装置本身具有比较高的灵敏性，所以这些电磁辐射会影响继电保护装置的正常运行，如使其出现错误动作，进而会对电力系统运行质量带来不利影响。又或者，电厂工作人员身上本身存在静电，它们会在接触到电路过程中出现放电情况，这样同样可能会使继电保护装置因为错误信号诱导而出现误动情况，进而会对变电站内部电力系统的可靠运行带来不利影响。

■2.2 内部故障

内部故障是变电站内部继电保护装置中比较多发的一类故障，主要表现在如下几个方面：①接点故障。接点如果存在异常消耗情况，或者接触不良情况，都容易直接影响继电保护装置的正常运行。比如，接点部位被硫化物所腐蚀，影响该部位的质量。②差拍问题。差拍问题是继电保护装置出现电压异常等问题所造成的，如继电器电压是否满足规定标准与要求等；③装置元件故障。该故障也会直接影响继电保护装置的继电保护作用实现，进而会对变电站内部电力系统的正常运行带来不利影响。

■2.3 外部故障

鉴于变电站内部所设置的继电保护装置大都设置在复杂的环境条件下，非常容易受到外部环境因素的影响，如雷击、大风等都是潜在的外部故障诱发隐患，如可能会使继电保护装置发生绝缘故障。又或者在对继电保护装置进行日常运行维护过程中，相关检修人员没有及时检修及解决潜在的继电保护装置故障，或者没有做好继电保护装置的运维管理，使其受到了人为破坏或偷窃等等，这些都会诱发继电保护装置故障问题。从这个角度来讲，外部故障也是一类影响变电站内部电力系统正常运行中非常重要的继电保护装置故障。

3 变电站继电保护故障的处理策略

■3.1 采取有效地抗干扰策略

鉴于继电保护装置本身具有非常高的灵敏度，这使得相应继电保护装置容易在正常运行条件下受到外部静电或电磁波等的干扰，所以为了避免变电站继电保护干扰故障问题的出现，必须要采取一些有效的抗干扰措施来提升继电保护故障的防护及处理效果，具体可以划分成如下两种类型：①软件抗干扰。主要是在印刻板布线过程中隔离其中的强弱信号，避免出现强弱信号平行情况。与此同时，要注意有效地可控制二次回路周边的电软值。②硬件抗干扰。主要是设置一些可以隔离与控制与电磁波信号或静电的硬件装置，以此避免静电或电磁波信号给变电站内部的继电保护装置正常运行造成干扰。

■3.2 灵活选择故障诊治方法

在现阶段的继电保护故障处理过程中，首先需要通过诊断分析来明确相应故障的类别、位置及诱因等，之后才能够采取可靠的故障处理措施加以处理。而现阶段的故障诊断方法比较多，常用的包括如下几类：

（1）短接法。该种故障诊治方法是对继电保护故障范围进行缩小的一种常用方法，具体就是将回路当中的一部分或一段采用短接线的方式接入，以此来判断相应的故障处于短接线范围之外或是之内。该种故障诊治方法主要适用于对电流回路开路情况，或者电磁锁失灵情况等进行判断。

（2）元件替换法。该法主要是采用正常的继电保护系统元件来将出现故障问题的元件替换下来，以此来缩小故障诊断的范围，提高故障诊断效率，是现阶段继电保护故障诊断及处理中比较多用的一种诊断方法。

（3）仪器法。主要是借助继电保护装置测试仪（图3）这种专用的设备对变电站的继电保护装置的运行情况进行检测，以此可以高效地或缺相关的继电保护装置运行工况。

图3 继电保护装置测试仪

（4）参照法。该法是通过对比分析不同设备技术参数的方式来明确出现故障问题设备的故障位置，主要适用于对接线错误进行检查，尤其是在开展定值校验期间如果发现预想值和测试值之间存在较大出入却无法对相应故障诱因进行判断的一类故障。

（5）分析法。该法主要是通过回路测量的方式来对线路是否存在短路或断路问题进行测定。在实际的故障测量及分析过程中，需要运用万用表等测量工具来对相应的线路上的电流、电压等相关指标进行逐次排查及分析，判断其合理性，以此来逐步确定相应的故障位置所在。

除了上述几种常见的继电保护故障诊治方法之外，还要注意结合相关人员的工作经验以及继电保护故障的实际情况，灵活地应用“望闻问切”的方式，通过“看一看”、“闻一闻”等，配合信息技术等先进科学技术的应用，保证可以快速诊断继电保护故障。在此基础上，可以结合故障位置及成因，采取维修或更换故障元件等方式来处理相应的故障问题。

■3.3 做好二次回路巡检工作

二次回路是涵盖继电保护回路在内的回路统称，通过确保二次回路运行质量，也有利于防范继电保护故障问题。因此，为了进一步有效地防范及处理变电站内部继电保护故障，还要注意定期对继电保护装置以及相关电力系统的二次回路开展检修及维护管理工作，具体包括对二次回路的实际工作状态进行实时检查及维护管理，保证可以及时将相关继电保护装置的故障隐患排查出来并加以有效处理，确保继电保护装置可以始终保持正常运行状态。

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。