继电保护装置及回路的常见故障及处理措施

王彦

摘 要：通过对继电保护技术的有效应用，可以精准完成对系统故障及系统运行异常情况的诊断判定，进而为电力系统的稳定运行提供相应的保障。就目前来看，我国电力系统的规模正在日渐扩大，故障出现的概率也在快速增加，将严重影响到电力系统的正常运作。文章将简要分析继电保护的常见故障及相应处理措施，以求能为相关单位提供借鉴参考。

关键词：继电保护;常见故障;处理措施

中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）10-0-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.10.016

继电保护能对电网运行情况进行监测控制，同时记录相应故障出现的位置及其具体性质，进而为后续的故障处理工作提供良好的数据支撑，带来一定价值的信息。文章主要分析继电保护的常见故障及相关处理措施，以为继电保护装置及回路故障处理提供相关经验。

1 继电保护的工作原理

继电保护装置的类型多种多样，设备间的差异也比较大。但即便差异明显，其基本工作原理也是相近的，继电保护装置的工作原理如图1所示。采集模块可以采集一次设备的数字量、模拟量，将采集的量发送给控制及数据处理模块，处理模块经过固有程序和可整定定值、控制字及可投退压板综合运算后，通过输出模块输出相应的出口及信号给相应的执行元件。同时，通讯模块将相关信息发送给监控后台、保护信息管理等，以实现远方监视。人机交互实现对几点保护装置信息的查看，定值整定。而电源模块实现装置所需的工作电源，开入电源等功能[1]。任何环节出错都将会导致继电保护装置的正常工作受到影响。在检修工作开展过程中，有必要对继电保护装置的各个模块进行重点检查及评价，从根本上预防可能出现的故障，从而完成继电保护性的的重要目标。

2 继电保护的常见故障

继电保护的常见故障主要包含内部故障及外部故障两个方面，故障点出现在继电保护装置上的故障为内部故障;故障点出现在外部回路或一次设备，如互感器、辅助触点等方面属于外部故障[2]。内部故障主要包括硬件故障和软件故障;外部故障有元器件故障、回路故障、外部电磁干扰故障等。

2.1 硬件故障

继电保护装置从投运伊始，一直处于工作状态。内部元件长期工作，发热等原因更加剧了设备的老化，从而导致设备硬件出现故障。常见的有电源板故障、开入板故障、开出板故障、CPU板故障、MMI板故障等多种故障。一般情况下，此类故障会通过装置自检发出告警信息。比如，RAM芯片损坏导致的存储器出错、因开出光耦损坏造成跳合出口异常等。

2.2 软件故障

装置因定值整定不符合逻辑造成定值校验出错，二次额定电流更改后，保护定值未重新整定造成的定值区无效;因装置处于通信传动调试状态造成的通信传动报警;线路保护因纵联码整定错误导致的识别码错误;装置计算的电容电流与实际电容电流不符导致的容抗整定出错或者补偿参数错误等问题，是常见的软件故障。

在继电保护生产研发过程中，未充分全面地考虑逻辑合理性，或者随着继电保护技术的发展，旧的逻辑不适应新的技术而导致的软件故障等。

2.3 外部元器件故障

在保护的外部回路中，很多元器件由于制造质量及运行年限老化等原因造成损坏，比如，断路器辅助触点损坏造成的控制回路断线等;也有因压力闭锁回路的元件损坏，导致回路闭锁等情况。

2.4 回路故障

因设计不当造成寄生回路，是一种十分隐蔽的回路故障。寄生回路往往不能被电气运行人员及时发现，时常是在改线结束后的运行中，或进行定期检验、运行方式变更、二次切换试验时，才从现象上得以发现。由于寄生回路的多样性，引发的故障也就不同。有的寄生回路串电现象只在保护元件动作状态短暂的时间里出现，保护元件状态复归，现象随同消失，是一种隐蔽性的二次缺陷。由于寄生回路和图纸不符，现场故障迹象收集不齐时，查找起来既费时又不方便;而如果不及时查处消除，其就能造成保護装置和二次设备误动、拒动（回路被短接）、监控信号回路错误发信及多种不正常的工作现象，导致运行人员在事故发生时误判断和误处理，甚至扩大事故。

另一种回路故障是因端子排压接不良，导致回路出现断点造成的故障。现场工作中，90%的回路故障均是由于该种原因造成的。这要求继电保护人员在工程新建、验收、定期检验的各个环节养成良好的工作习惯，以杜绝此类回路故障。

3 继电保护常见故障的处理方法

针对继电保护装置及回路的各类故障，常见的处理方法有以下四种：

3.1 替换法

用好的或认为正常的相同元件代替怀疑的或认为有故障的元件，来判断它的好坏，可快速缩小故障范围。这是处理保护装置内部故障的常用方法。一些微机保护故障，或一些内部回路复杂的单元继电器，可用附近备用或暂时处于检修的插件、继电器取代它。如故障消失，说明故障在换下来的元件内，否则还得继续在其他地方查故障。

3.2 对比法

通过正常与非正常设备的技术参数对照，从不同处找出不正常设备的故障点。此法主要用于检查认为接线错误，定值校验过程中发现测试值与预想值有较大出入，又无法断定原因之类的故障。在进行回路改造和设备更换后，二次接线不能正确恢复时，可参照同类设备接线。在继电器定值校验时，如发现某一只继电器的测试值与其整定值相差甚远，此时不可轻易判断此继电器特性不好，或马上去调整继电器上的刻度值，可用同只表计去测量其他相同回路的同类继电器进行比较。

3.3 短接法

将回路的某一段或一部分用短接线接入为短接，来判断故障是存在于短接线范围内，还是其他地方，以此缩小故障范围。此法主要用于电压回路开路、切换继电器不动作、判断控制等转换开关的接点是否接好等类型的故障。

3.4 逐一排除法

解开并联在一起的二次回路顺序，然后再逐一接回，一旦故障出现，就表明故障存在哪路。再在这一路内用同样的方法查找更小的分支路，直至找到故障点。此方法主要用于查直流接地，空开无法合闸等故障。如直流接地故障，先通过拉路法，根据负荷的重要性，分别短时拉开直流屏所供直流负荷各回路，切断时间不得超过3秒;当切除某一回路时故障消失，则说明故障就在该回路之内，再进一步运用拉路法，确定故障所在的支路。再将接地支路的电源端端子分别拆开，直至查到故障点。如电压互感器二次空开脱扣，回路存在短路故障，或二次交流电压互串等，可从电压互感器二次短路相的总引出处将端子分离，此时故障消除。然后逐个恢复，直至故障出现，再分支路依次排查。

4 继电保护装置及回路常见故障的处理措施

装置硬件和外部元器件故障，可以通过外观检查及工作工况检查来初步判断。在初步判断的基础上再采用替换法进行查找处理，用确定正常的板件或元器件去替换故障装置的板件或元器件，来检查故障是否消除[3]。确认故障元器件后，通过更换元器件或板件进行故障处理。

软件故障一般参照装置说明书，根据故障现象对照检查可能出现的问题。通常采用对比法进行判别。针对该类设备故障，厂家在说明书内会给出处理建议及处理措施。一般情况，需要联系厂家技术人员进行解决处理，一般进行程序升级或者元件、板件更换。

回路故障常采用电位法和对比法进行检查处理。在回路发生故障时，应根据图纸进行电位分析，再根据电位分析逐步检查，确定故障点。确定故障点后分析故障发生的原因，是元器件损坏还是回路接触不良，或者其他原因，再采取相应的处理措施。

5 结语

总而言之，继电保护装置是电力系统的重要组成部分，同时也是保障其稳定完整运作的基础支撑。所以，继电保护工作者需要具备扎实的基础知识储备和实践应用能力，并结合实际经验总结各种故障发生的原因及常见排查方法。熟悉了解电力系统的基本知识、明确发生事故后的分析方法、明确如何寻找缺陷的步骤等，这样才能够切实有效地促进继电保护装置的安全正常运作。随着现代社会的飞速发展，继电保护技术已经逐渐朝向智能化、自动化和数字化的方向建设和发展。在开展实际工作的过程中，有必要充分结合继电保护发展的新特征，精准分析常见的运行故障，以此保障电网的安全稳定运行。

参考文献

[1] 姚雄，刘伟浩.220kV智能变电站继电保护及自動化分析[J].电子技术与软件工程，2021（9）：215-216.

[2] 李斌，单中闯，闫志强，等.配电自动化模式下配电网保护的模式选择和整定计算[J].东北电力技术，2021，42（3）：6-10.

[3] 黄行星，童啸霄.继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理[J].电子世界，2021（2）：188-189.