电力系统继电保护动作的故障分析

张兴超

摘要：伴随经济社会发展，对供电可靠性要求愈来愈高，而继电保护作为重要屏障，在系统安全运行中作用显著。本文重点探讨配电网保护配置，并分析故障下的保护动作情况，以作借鉴。

关键词：电力系统;继电保护;故障;动作;分析

为适应配电网发展需要，限制配网故障停电范围，提升配网故障防御能力，纷纷采取“三级保护”的策略。在此基础上，将以更小停电范围、更快反应速度完成配网故障的切除。

1配电线路继电保护配置

配电线路在配置各类开关时，需根据位置特点对其进行分类，具体涉及分支、分界等开关类型，然后与变电站出线开关配合，共同组成完整的线路保护体系。其具体配置如下：

1.1出线开关保护配置

为保证足够灵敏度及保护范围，通常会配置三段式过流保护：首先是速断保护，其保护灵敏度最高，且反应最快（0s），可快速切除线路近端故障，在速断保护设置中，可通过加设复压保护，有效限制其保护范围，以防与下级配电开关同时动作;其次是限时速断保护，其有着较高灵敏度，动作时间较速断保护略长（0.4s），保护范围也得到延伸，可用于切除较严重线路故障，但在定值设置时，要注意与上级（主变保护）、下级（配电开关保护）配合;最后是定时过流保护，在出线开关三段保护中，其动作时限最长（0.6～0.8s），但可以保护线路全长，但要注意的是，保护上下级配合问题，以防因越级而扩大故障范围。

1.2分支开关保护配置

为将故障限制在某分支范围，在分支开关保护配置中，通常也是以过流保护为主，而且仅需要配置两段过流保护。一是限时速断保护，其在分支保护中灵敏度高（0.2s），可切除较严重故障，但不能保护分支全长，而且要与出线开关限时保护配合，也就是在分支故障时，分支开关可早于进线开关动作，进而达到缩小停电范围的效果。二是定时过流保护，其优势在于可保护支线全长，但其动作时限较长（0.4s），需与出线开关定时保护配合，若是分支末端故障，则可优先分支开关动作。

1.3分界开关保护配置

通常在配网建设中，对于配变用户或较大负荷，当其故障时，需要以更灵敏的方式切除，便需要用到“看门狗”开关，也就是这里讲的分界开关。其同样采取的是两段式过流保护，但不同于分支开关的是，其动作时限更短，分别是由速断与定时保护构成。在分界开关所辖负荷故障时，可根据其故障电流大小，若超出速断定值阈值，则分界开关会瞬时跳闸，若是仅超出定时过流定值，则会在延时0.2s后，完成分界开关跳闸动作，有效切除相应配电用户。但要注意的是，分界与分支开关的配合关系。

2配网故障保护动作分析

受外力、运维、设备、自然因素等影响，配电线路故障时有发生，且因其覆盖范围广、线路总长规模大，在整个电力系统中，最为常见的便是配网故障。为确保故障电流快速切除，并有效限制故障发展，要求继保及自动装置准确动作，现针对不同故障情况及设备状态，就继保装置动作做细致分析。

2.1保护及开关装置动作正确

（1）线路发生瞬时性相间故障

在线路正常运行中，開关、保护均能可靠动作，若突发近端相间瞬时故障，由于其产生瞬时故障电流大，超出速断保护限值，则线路开关会第一时间跳开，实现对故障的快速切除，若是开关重合闸投入，则会在特定时限（1s）后重合，因其属于瞬时性相间故障，所以该线路将恢复供电，完成整个事故处置过程。同时，若是瞬时故障点在于远端，则相应开关过流保护将动作，然后经特定延时开关跳开，再延续相同动作过程，实现对线路供电的可靠恢复。

（2）线路发生永久性相间故障

在线路实际运行中，若故障发生在近端且为永久性，则对应的速断保护会动作，此时，因故障被切除而故障象征消失，电力系统将恢复正常。而为快速恢复线路供电，通常会投入三相一次重合闸，在该保护配置下，出线开关会在特定时限后重合，但由于故障点并未消除，线路重合不会成功，出线开关会再次速断保护跳开，这种情况下，便需要检修力量介入，在完成故障点消除或隔离后，再行恢复相应线路负荷。同时，若是故障为远端永久故障，在开关、保护均正常情况下，也将先后完成跳开、重合、再跳开过程。而若故障点上游有分界或分支开关，则将先于出线开关而跳开，也就避免了全线停电问题，需要注意的是，分界或分支在保护配置上，通常并不包含重合闸，避免对分支线路故障二次冲击。

2.2开关动作正常，保护拒动

在保护装置长期运行中，难免会因二次接线或节点老化，而出现保护拒动情况，在这种情况下，若是线路发生相间永久故障，无法依靠出线开关切除故障，此时，主变低后备保护将动作，但因无法判断那条出线故障，在保护策略中，会先行跳闸母线分段，明确故障线路所在母线，然后再跳开该侧主变开关，便完成线路故障的隔离。但因线路主保护拒动、后备保护动作，直接导致故障停电范围扩大化，所以，要重视出线保护装置定检，及时发现并消除保护拒动隐患。在继电保护装置故障时，需合理运用检测手段，如直接检验法、逐个拆解法、参考比较法等，快速确定故障元器件或回路，确保保护可靠动作。

2.3保护动作正确，开关拒动

在电网设备中，开关发挥关键作用，但在长期分合操作中，难免会因机构卡涩、分闸线圈烧坏等，而导致开关拒动问题。在此情况下，若是线路发生相间永久故障，即使保护装置正确发出动作信号，也会因开关拒动而导致保护失效，便会发生越级动作的情况，故障将由主变低后备切除。为此，也需要重视开关检查，定期开展设备检修，确保能够可靠切除故障，维持系统运行稳定。

3结束语

综上所述，配电网作为电能输送最终环节，直接关系广大用户用电安全，而为降低配网故障的频率，需重视其线路及开关设备。当前，智能配网建设成为主流趋势，其保护功能实现是建立在“三级保护”基础上的，作为电力工作者，要熟知配网故障动作过程，以便更好地开展线路运维工作。

参考文献

[1]陈明泉.电力系统继电保护常见故障分析与检修技术探讨[J].江西电力职业技术学院学报，2021，34（07）：10-12.