电力系统继电保护故障分析与排查技巧探究

寿凯勇

（中国集团有限公司上海铁路局杭州供电段，浙江 杭州 310000）

继电保护装置一旦出现故障就不能触发跳闸，这种情况会严重危害高铁牵引变电所电气设备的安全运行。一旦发生短路或者绝缘失效的情况，突然增加的电流会直接损害电气设备中其他电气元器件的安全性并降低这些元件的使用寿命。研究排查继电保护装置的技巧和方法对预防此类问题具有重要的意义。

一、继电保护概述

高铁在运行过程中要依靠牵引变电所来提供稳定的牵引电流，而变电所在运行过程中会因为绝缘失效、外物入侵等原因而产生异常现象，严重时会产生可引发安全事故的故障。当变电所中的电器元件出现异常或故障时，可由继电保护装置发出报警信号，或者直接动作于断路器，使其跳闸，进而起到保护变电所电气设备的功能[1]。其主要作用可概括为两个方面：1.在出现故障时对变电所电力系统及其电气设备形成保护作用。当系统出现故障时，继电保护器可向断路器发出断路的指令，然后触发跳闸，这样就能切断受保护元件的电源，避免其损坏。2.电力系统在运行过程中要对各种关键元器件的运行状态形成有效的监控，当其出现异常情况时可借助对应的监控装置发出警告信号。

二、常见故障及排查手段

1.常见故障类型

继电保护装置的常见故障具有多种类型，具体可参考表1。以下就其中比较常见的几种故障类型加以分析。

表1 继电保护常见故障类型汇总

第一，定值问题。1.1整定计算错误。部分元器件参数的标称值与其实际值存在一定的差距，以其标称值为基础所计算出来的整定值也会受到很大的影响，甚至是错误的。1.2设备整定错误。技术人员在整定设备的过程中难免会出现看错数值或者看错指针位置之类的情况，其最终的整定值会因此而出错。1.3定值自动漂移。继电保护装置的元器件受温度、老化、损坏等因素的影响而造成其定值发生自动漂移。第二，评价继电保护可靠的主要指标是其在出现异常和故障时不会出现拒动的情况，同时在正常操作和运行时不会出现误动。但是继电保护装置的接线一旦出现错误，就容易造成其出现拒动或者误动的问题。第三，工作电源异常。继电保护装置的逆变稳压电源、电池浮冲的供电电源、UPS供电电源等在运行过程中也可能产生异常情况，如逆变稳压电源的输出功率不足时会影响到继电保护装置的逻辑配合以及逻辑判断。

2.排查手段

2.1 分段排查。继电保护装置在规格、等级方面存在差异，在具体应用中一般按照等级不同而产生一定的工作顺序。因此，在排查继电保护的故障时可根据变电所呈现出来的故障形态，分析与之关联的继电保护装置，根据其发挥作用的优先级来开展分段排查[2]。例如，当高频保护收发机发生故障时，可优先检测收发机本身是否存在故障情况，如果排除了收发机故障，再去考虑与之相关联的其他电气装置。通过这种方法就能比较系统全面地定位出潜在的故障点位。

2.2 短接断开法。继电保护装置会因为线路连接错误或者元器件失效等因素，而出现误动和拒动的问题。在排查其接线上的故障时可采用短接断开的方法。故障排查人员可按照一定的顺序对整个线路中的局部位置逐个实现短接或者断开，然后根据操作结果来判断短接部位或者断开部位是否存在故障，这种排查技巧能够快速地缩小故障范围，进而实现最终的故障定位。采用断开法来检测原本不该闭合而实际闭合的接点，采用短路法来检测原本应该闭合而实际没有闭合的接点。

2.3 带电负荷法。在新建或者改造变电站的高压互感器柜（PT）时通常要对其开展极性检查和二次核相，但是在现场检查和操作的过程中，容易出现接线错误的问题。在这种情况下可利用带电负荷法来检查继电保护装置是否存在故障，这一环节非常关键，对查找继电保护装置的交流回路缺陷具有很好的应用。在具体操作时要注意两点，其一是找到正确的参考对象。其二是明确断路器潮流的走向。

2.4 替代法。有时候继电保护装置回路中的部分元器件出现了故障，但是从外观上看却难以发现问题，技术人员可利用短接法、短路法或者测量法等先去大致确定发生故障的局部位置，然后再使用替代法去检查那些存有疑虑的插件或者元器件，使用相同型号的正常组件代替可能存在问题的组件，如果故障消除，则证明判断正确。这种方法一般用于排查微机保护装置故障和单元继电器故障。

结语

安装和操作不当、电流互感饱和、变电所电气设备短路等都可能造成继电保护装置出现故障，这一情况会严重危害高铁牵引变电所电气设备的安全运行。在排查这继电保护装置的故障时可采用分段排查、替代法、带电负荷法以及短接断开法等多种技巧。