电气工程中继电保护的故障诊断与处理对策分析

广东大唐国际潮州发电有限责任公司 张欣欣

继电保护装置在电力系统运行过程中极易受质量、维护保养管理、运行环境等外在因素的影响，使得继电保护装置误报或发生各种故障问题，直接影响了电力系统的正常运行。对继电保护故障问题进行诊断与处理时，须灵活运用先进的技术手段及科学可行的继电保护运维管理机制，同时有效提高运维管理人员的故障分析与排查能力，最大限度降低继电保护故障对电力系统运行的消极影响。

1 继电保护的重要作用

在我国社会经济水平不断提升的背景下，电网规模也随之不断增加，若电气设备在日常运行过程中发生故障将会导致大面积停电，直接影响社会公众的日常生产生活，甚至在设备故障的影响下严重威胁社会公众的生命安全。而继电保护系统作为一个集灵敏、高效、安全等要素于一体的故障隔离设备，可全面保障电气系统设备正常运行的安全性与稳定性。与此同时，继电保护系统的可靠性特征还能使电力系统在运行过程中发生故障问题时，由继电保护在安全范围内作出可靠动作；快速性特征则指继电保护装置可在第一时间终止故障[1]，有效减少设备在高压负荷状态下的运行时间，从源头上避免设备的损坏程度加剧，同时有效提高继电保护系统正常运行的稳定性；灵敏性特征指电气设备或线路在保护范围内出现短路故障或运行状态异常等问题时，无论哪种短路类型、短路点的具体位置及其是否存在过渡电阻，电气设备或线路都能做出正确的反应动作；选择性特征指电气设备或线路出现短路问题时，继电保护装置可从电力系统中剔除发生故障的设备或线路。若故障设备与线路的继电保护或断路器拒动，还需在相邻设备或线路保护的配合下剔除故障[2]。

继电保护装置在电力系统运行过程中发挥着至关重要的作用，一旦电力系统发生区域故障问题，继电保护装置就可发挥相应的安全自动装置作用，并检测该区域中的动作状态属性及中间节点的实际操作情况，从而精准定位与隔离故障设备的所在区域，防止电力故障向周边扩散。

2 继电保护的常用功能

继电保护装置的功能具有一定的多元化特点，对于任何安全隐患都能体现出良好的预判能力。若电力系统在某个区域运行过程中出现异常情况，继电保护装置就会发出相应的示警信号，由电气工程管理人员深入研究与分析上报的警报信息，以此有效验证电气故障位置的准确性，最大限度地减少继电保护故障造成的经济损失。

由于继电保护系统在实际运行过程中极易产生各种难以被发现的故障问题，如运行干扰故障、CT饱和故障等，这些故障也很难被精准检测出来，若不积极采取科学有效的紧急处理措施，就会导致继电保护系统的功能失效，甚至对电力系统的正常供电和运行造成一定的影响。这就需要运维管理人员基于已有的实践经验，加大继电保护故障的诊断与处理力度，在电气工程中充分发挥继电保护的最大化价值和功能[3]；快速定位设备的故障位置。电气设备在实际运行过程中一旦发生故障问题，就可利用继电保护快速定位发生故障问题的设备的具体位置，同时第一时间隔绝故障位置，有效避免故障位置进一步扩散，最大限度地降低故障设备可能造成的安全影响和经济损失，并为其他设备的正常运行提供了安全可靠的保障。

实时监督与管控设备的运行状态。利用继电保护可实时监督与管控电气设备的运行情况，第一时间排查出电气设备可能存在的异常情况并给出相应报警信号，由电气设备管理人员根据电气保护装置中提供的报警信息进行科学处理，同时快速诊断电气设备的故障问题。另外，电气设备管理人员还需依据系统中的设备运行情况采取科学有效的紧急处理措施，以此保证电气系统设备正常运行的稳定性与可靠性；利用其他相邻设备或线路的配合隔离故障。若电气设备发生故障问题，使得故障设备出现开关拒动情况，那么还需继电保护装置与同一系统中的其他相邻设备或线路保护相互配合，同时采取科学可行的故障紧急处理方案，第一时间将故障进行有效隔离，有效避免设备故障问题造成更严重的经济损失，使得电气设备第一时间恢复正常供电状态。

3 电气工程中继电保护的故障诊断

继电保护装置出厂故障。若继电保护装置出厂存在质量问题，将会无法精准定位发生故障的电气设备并对其进行保护。尤其是继电保护装置内部元件的质量还可能影响电力系统的正常运行，而这种不良的运行状态又会对设备故障发出的报警信号及动作的准确性造成消极影响，无法保证电力系统正常运行的安全性与稳定性，甚至还可能增加设备发生内部故障问题的几率，使得运维管理人员不得不面临庞大的工作负担，无法将继电保护装置在电气工程中的作用和功能全面体现出来。

继电保护干扰故障。随着我国电气工程建设规模的不断扩大，电气设备在性能、复杂程度上均发生了明显变化，因此继电保护性能须有更优越的条件才能满足电气设备的正常运行需求。若微机继电器抗干扰能力过差，电力系统在实际运行过程中就会极易受到各种干扰故障，进而导致继电器装置内部元件出现质量问题并间接影响电气设备的操作性能。电流互感器在电气系统中发挥着至关重要的作用，若电流互感器的运行状态过于饱和将会直接对继电保护动作造成干扰。若继电保护装置运行时间过长就会积聚大量静电粉尘，使得电力系统发生短路现象。一旦设备出现短路情况将会在短时间内积攒成庞大的电流，致使电流互感器承载着巨大的压力，进而对绝缘、继电保护装置元件造成不同程度的破坏，更严重还可导致继电保护装置失灵。

继电保护隐形故障。继电保护隐形故障又可称之为既发故障，相比于其他继电保护故障具有一定的偶发性与特殊性特点，且这种故障并不容易被发现，这也意味着电气设备一旦发生隐形故障，造成的经济损失和消极影响也会更甚于一般故障，而无法保证电气设备定位与诊断的准确性又会衍生出其他故障问题。由于继电保护隐形故障很难被发现，若不积极做好日常维护与检查工作、及时处理继电保护装置在日常运行过程中可能潜在的安全隐患，就会直接导致继电保护装置出现故障问题，甚至是影响运维管理人员判断故障时的准确性，继而对整个电力系统的安全运行造成消极影响。

继电保护装置本身的故障。每个电气工程中的继电保护装置内部构件都有着特定的使用年限，一旦超出这个使用年限且未及时更换相应的内部构件，就会导致元件老化甚至影响继电保护装置的性能，且元件损坏还会引发继电保护装置出现故障问题，使其无法做出正确的反应动作。另一方面，若继电保护装置的运行时间过长，同样会在高温影响下导致继电保护装置内部发生故障问题，甚至是弱化继电保护装置的灵敏度，出现继电保护装置开关拒动。

4 电气工程中继电保护故障的诊断方法与处理对策

4.1 电气工程中继电保护故障的诊断方法

在电力系统实际运行过程中普遍会发生不同程度的继电保护故障问题，而继电保护故障的诊断与应对能力又会对电气系统设备的正常运行造成一定的影响。为避免继电保护故障问题可能引发的系列后果，须积极采取有效对策精准定位电气设备故障的具体位置，同时制定科学可行的解决策略。目前最为常见的电气工程继电保护装置故障诊断方法主要包括以下五种：

替换法。将可能存在故障的元件替代为正常运行的同种元件，就可精准识别出继电保护装置是否存在故障问题，同时有效缩小故障的排查范围；参照法。将正常与非正常设备的技术参数进行对比分析，就可识别出不正常设备的故障位置；短接法。对回路中的某段或某部分进行短接处理，就可快速判断出故障是否处于短接范围内或其他区域范围内；直观法。主要适用于无法对仪器进行逐点测试的情况，以及某个插件暂时缺少可供替换的备用品却又不得不排除故障等情况。

经验判断法。这种方法对继电保护运维管理人员的综合能力和业务技能提出了较高要求，只有积累丰富的实践经验和专业理论知识储备，才能精准诊断与处理电气工程中继电保护系统的故障问题。基于此，诊断人员须积极提高自身专业技术水平，充分了解继电保护系统的运行机制，将经验判断法灵活运用到继电保护故障诊断工作中，同时依托于自身已有的实践经验全方位了解继电保护设备的工作情况，并反复推敲判断故障的具体类型、位置及成因。这种方法极度依赖诊断人员的主观经验，使得继电保护故障的诊断结果缺乏真实性与准确性，只有不断提高诊断人员的业务能力和专业素养才能有效降低主观判断失误的发生几率。

以上继电保护装置故障的诊断方法适用的情况不同，运维管理人员需要结合继电保护装置的实际运行情况选择适合的故障诊断方法，逐一排查引发故障问题的具体原因，同时制定科学可行的故障处理措施。对于电气工程继电保护中难以被发现的偶发性故障和隐患问题，还需要依托于先进的仪器设备和故障诊断分析技术，高度重视电气设备出现的某些异常情况，有效提高继电保护的故障诊断与识别能力，同时深入挖掘引起故障出现异常的主要原因，从源头上避免电气设备运行中可能出现的安全隐患。最后，运维管理人员还需要对继电保护的日常维护与保养工作予以高度重视，有针对性地制定继电保护故障诊断与运维管理机制，同时督促相关工作人员严格按照相应的规章制度做好继电保护故障诊断与处理工作。

4.2 电气工程中继电保护故障的处理对策

4.2.1 定期检查继电保护工作的运行状态

运维管理人员应积极开展继电保护维修与检查工作，并在日常维护检查过程中重点观察微机保护装置的外观与模块背板是否存在异常情况，液晶显示是否一切正常，接线有无松动、脱落、发热、异味、冒烟等异常现象。与此同时，对于微机保护装置的实际运行情况、监视情况同样需要予以高度重视。微机保护装置中的操作把手、旋转开关同样需检查位置的正确性，同时认真对比分析微机保护装置的定值，确保其与实际定值相一致。最后详细记录微机保护装置的动作报告，定期检查其是否存在异常情况或故障问题。

4.2.2 做好电气设备继电保护的日常维护与校验工作

对电气设备继电保护装置进行日常维护与保养工作时，应避免元件材质差、运行环境不良或元件损坏等问题影响继电保护功能的正常使用。这就需继电保护管理人员不断补充与完善继电保护装置维护保养计划及相关制度，真正将维护保养工作落到实处。同时还需定期做好继电保护装置元件的清理工作，在清扫维护过程中需秉持认真严谨的工作态度，避免导线脱落或短路现象的发生，同时积极对继电保护装置元件进行升级改造，在保证继电保护装置正常运行的基础上整体提高电气设备运行的安全性与稳定性。最后，还需积极创建良好的装置运行环境，对继电保护装置所在区域及时进行清理和打扫，避免灰尘积聚过多而影响继电保护装置运行的稳定性，同时安装空调降低室内温度，防止继电保护装置运行的温度过高而引发系列故障问题。

若想保证微机保护装置动作的可靠性，还需定期对继电保护装置、二次回路做好停电校验工作：做好二次回路绝缘电阻测试工作；借助继电保护测试仪精准输入标准电流、电压模拟量等参数指标，以此为微机保护装置电流、电压采样精度与功率角的校验提供科学的数据参考依据；针对微机保护装置的就地或远程操作按键的正常工作情况进行校验；以保护定值单为依据，利用继电保护测试仪输入相应的模拟动作值，同时检验开关二次整组保护动作的可靠性，确保装置动作的可靠性与定值保护动作的逻辑关系充分满足保护定值单中提出的要求。4.2.3 构建完善的电气工程继电保护管理机制

在电气工程继电保护故障维护与管理过程中，须积极建立完善的管理机制和制度条例，只有打造出符合电气工程要求的继电保护管理机制才能整体提高故障的排查效率，同时营造出良性工作氛围，帮助运维管理人员积累丰富的故障排除经验，切实提高电气工程继电保护的管理水平。基于此，对继电保护装置的故障进行管理时，须从多个角度完善相关制度和实施细则，督促相关工作人员严格按照继电保护故障诊断与处理机制履行自身职责与义务，同时定期组织继电保护运维管理人员参加专业化培训活动，要求其熟练掌握继电保护故障诊断与处理相关理论知识和实践技能，并在此基础上建立完善的考核机制与奖惩措施，从宏观角度出发对日常运维管理工作的职责进行明确分工，从而有效增强相关管理人员的责任意识与综合实践能力，真正为继电保护运维管理工作的顺利开展提供人力方面的支持。4.2.4 基于大数据技术高效管理继电保护的运行情况

随着现代科技手段的日益完善和发展，电气设备继电保护技术也在新时代发展形势下迎来了变革。尤其是现代信息技术更是在电气工程继电保护故障诊断与运维管理工作中发挥了至关重要的作用，依托于先进的继电保护管理平台和大数据处理技术，还能全方位分析、采集继电保护运行相关数据信息，同时利用数据分析结果逐一排查继电保护运行的异常情况，整体提高继电保护故障的排查效率。最后，充分发挥现代技术的数据传输与信息共享功能，同样有助于提高继电保护运维管理的工作效率，使得各部门保持良好的信息沟通交流关系，从源头上避免了继电保护装置发生故障的几率。

综上，继电保护作为电气工程的重要组成部分，不但为电力系统的正常运行提供了安全保障，还从源头上避免了电气设备在实际运行过程中可能发生的故障问题。因此，在当前发展阶段须不断优化与完善继电保护的故障诊断方法，要求作业人员具备基本的故障排查、诊断以及处理能力，依托于先进的信息化技术提高整个继电保护故障管理的有效性。