电力系统继电保护故障分析与处理对策

无锡市太湖电力建设有限公司 朱 懿

在电力系统运行系统中，继电保护是非常关键和重要的一个环节，是保证电力系统安全、可靠且平稳运行的基石。对电力系统来说，继电保护要实现基本的四大性能，即高可靠性、高灵敏性、良好的选择性及速动性能。继电保护的技术现已非常完善，随着科学技术及半导体材料技术的不断应用，继电保护技术水平也在持续提升，且对电力系统的保护功能也越来越完善。伴随着我国电力网络规模的持续扩张，故障是很难完全杜绝的，而一旦电力系统或设备运行出现故障，必然会影响供电的安全性及可靠性，致使用户的用电体验下井。

面对这一情况，如何在继电保护故障出现时能正确准确实时的对故障进行诊断，并提出对应的高效措施，是行业所有人关心的难题之一。怎样减少继电保护故障、怎样处理继电保护故障是一个电厂需要解决的课题。需对继电保护的特征、继电保护技术、高科技控制技术、继电保护的自动测定、故障分类及故障处理进行研究、分析和总结，这样就会自然降低电厂继电保护的故障率，缩减故障查找、以及恢复所需的时间，避免电力故障给供电企业造成更大的效益损失，这无论是对供电企业的可持续发展还是对整个电网的高效、安全、可靠运行都具有重要意义。

1 继电保护的技术分析

继电保护涉及多方面内容，尤其供电企业的继电保护涉及范围广，内容多、复杂性较高。通常继电保护会涵盖母线继电保护、变压器继电保护及配电线路继电保护。随着科学技术发展及智能化技术的大量实践应用，现有多方面新的继电保护技术，主要有智能化模块应用、自身重构建技术和广域保护技术。

1.1 继电保护技术

线路继电保护技术。在电力系统中线路是最长的，无论是发电、输电和配电，线路占有很长的一部分，也是非常重要的一部分，所以线路的故障率也是很高的，因此线路继电保护就显得尤为重要。线路继电保护可利用互感器、电流检测仪表、电压检测、温度检测等来进行数据的采集，最终达成对线路继电保护装置运行状态的全天候监测[1]。当线路某处数据出现异常时，决策控制层通过数据运算，最后发出指令，将故障线路提前切除出大系统中，达到对保护输配电线路的目标。

母线继电保护技术。母线在电力系统中和线路比较非常短，但母线非常重要，一旦出现故障将是非常严重的，将会影响整体供电系统。母线故障一般复杂多变，一般情况是单相绝缘不够放电，但也会由单相绝缘不够放电造成两相绝缘不够短路甚至三相绝缘不够短路。

变压器继电保护技术。变压器分为升压和降压变压器，在电力系统中是最为重要且最为贵重的设备。变压器的应用能将电压向上或向下进行调解，以便于满足输电或供电的实际需求。现代电力系统中，一旦发生变压器故障，处理时间和难度都会较大，影响也会非常严重。变压器保护主要有纵联差动保护、零序保护、瓦斯保护等。现阶段的智能变电站在变压器保护方面进行了优化，采用数字化输入输出的方式，非电量保护就地化布置，利用智能终端设备，选择运用直接跳闸的形式，以此来缩短反应时间，防止故障继续发展扩大，从而保证其可靠性。

1.2 继电保护新型技术

随着科学技术发展及智能化技术的大量实践应用，现在有多方面新的继电保护技术，主要有智能化模块应用和自身重构建技术等继电保护技术。

智能化模块应用。随着科学技术的发展智能化技术水平越来越高，并逐渐普及到了很多领域，继电保护技术也是如此。在继电保护领域中融入新型技术就构成了继电保护新技术，从而满足智能化电力系统运维工作的需求。智能化模块最显著的特点是智能化程度高，具有分析、运算和执行的功能。对于电力系统的输出、转换及使用具有决策和执行能力。可将各个局部联合成一个整体统筹运行，这样就会使得电力系统数据更加全面健康，继电保护也会更加准确可靠。

自适应构建技术。随着社会的不断需求，电力系统越来越大，这样就对继电保护有了更高更苛刻的要求，电力系统出现高峰用电更大的情况，电网变的越来越复杂。这样就要求继电保护具有自适应功能，可实现自我诊断和维修功能。当系统出现小的故障，可使系统自动维护并完成修复。

2 继电保护故障常见类型分析

2.1 继电保护故障类型

定值整定方面。电厂的继电保护定值一般是人工经过调试后设定的。这样就会出现不确定性，造成对系统的可靠运行的稳定性降低。例如在对变压器过电流进行整定时，就会受到工作人员职业素养水平的影响，假如员工技术水平较低就可能会造成整定偏小或偏大，这样就会和理想状态形成偏差；干扰方面。继电保护一般由硬件和软件组成。硬件负责数据的采集与执行，软件负责逻辑运算与执行。硬件主要由多种类微机机构组成，在电力系统中通常伴随有大电流的波动，会对硬件之间的通讯造成影响，使得执行误动作或者延迟动作，形成干扰磁场，所以干扰方面的问题是继电保护故障的一个不可回避的问题。

高频信号发送、处理和接收方面。继电保护的数据处理一般由现场数据检测采集模块、数据传输模块（数据接受和发送模块）、数据处理模块（CPU）等硬件组成。交换频率较大，交换数据量也非常大，现场的环境也会影响模块的运算执行速度。所以高频信号发送、处理和接收也会形成继电保护故障。

2.2 继电保护故障引发的问题分析

运行问题。在供电系统的运行过程中有一类问题是供电系统的电压过大，其主因是供电系统中的电压互感器的接触可能有潜在的安全隐患。因此才让供电设备在运转时会因所承受的电压太大停摆，也就是专业术语中的拒动现象。出现这种问题后，就较易造成电流互感器和供电设备的短路现象，这也就是继电保护故障中的运行故障。

二次回路出现问题。其是当前继电保护中发生频次较高的一类故障。产生这类故障的原因也较为简单，主因还是须追究到二次回路能否正常运转方面，还有就是短路的情况有没有出现在输电线路上，所以导致了电力供应设备的保护装置运行受到了阻碍，从而导致二次回路出现故障，影响系统的正常运行。

开关出现问题。主因在于电力供应系统和电力供应系统所采用的保护设备不能很好的匹配，致使继电保护装置的作用无法进行充分的发挥，而一旦开关出现问题就意味着失去保护的电力系统会因荷载过大或运行时间过长而出现老化的情况，然后系统的开关也无法发挥正常作用，极大影响了继电保护的效果。

元件出现问题。继电保护系统是一个结构较复杂、涉及科目较广、元器件种类和数量较多的设备，因此当继电保护装置发生故障时，检测和维修的难度都较大。由于继电保护系统特殊的运行环境也使得继电保护系统中的元器件也会因运行环境中的温度过高、电压过大或负载过大、运行时间过久等原因出现老化或磨损。另外，还需针对不同元器件的特点及所处的位置和作用，采取新的方法或按照不同元器件的具体位置，针对性的制定出检修方案。

3 继电保护故障减少措施以及处理方法

维护电路继电保护工作的正常运行，对有效防止发生大规模的短路断电、有效保护电路系统安全运行具有重要的指导意义。

3.1 继电保护故障预控措施

继电保护故障的减少可从多方面实现，主要体现在管理方面、技术水平方面以及硬件质量方面等。首先，一个企业设备故障率高低，一个主要的因素是管理制度的制定和执行情况。要对继电保护的缺陷和管理制度有深入的了解，在后续的继电保护管控故障中，严格依据相关制度来进行管理，将隐患在萌芽状态进行消灭。完善标准化工作管理体系，制定日常检查制度以及检查项目，检查项目需要尽量详细周到。

其次，员工的技术水平间接影响到继电保护故障率，员工整体技术水平较高的企业继电保护故障率会很低。所以，供电企业必须要通过培训、交流和开展讲座等方式来实现对员工技术的持续提升，同时制定公平合理的奖罚体系，做到“功必尚，错必罚”，创建高素质高技能人才队伍；最后，考虑到硬件设备的质量直接影响到继电保护故障率，所以需要选用质量可靠的硬件设备，从而有效降低继电保护设备出现故障的几率。另外，还要提升对行业新技术的关注度，及时与现有设备进行比对，更新价值大于弊端时应及时进行硬件更新，利用新技术、新设备来提升继电保护的可靠性。

3.2 继电保护故障处理方法措施

3.2.1 精准的替换处理

作为一种处理目前综合继电自动化设备继电保护系统装置出现故障的常用处理措施，替换零件处理故障措施的基本原理，就是将目前出现异常故障的保护元件直接采用正常的元器件进行替换，以此来辅助判断故障元件的性能好坏，这样综合继电保护的装置故障元件查找应用范围就能够大大缩减，并且需要替换的电路元件损坏正是微机故障可能发生的主要原因；故障如果没有完全消失，就要通过继续尝试使用需要替换的微处理器等措施加以查找故障原因[2]。

3.2.2 制定更加严格的电力系统继电保护制度

电力继电器的运作目的是控制和保护电力工程，使电力工程能够安全稳定地运行，完成电力作业。因此，要使电力工程的运行效率提高，对电力系统继电保护与故障排查工作的重视是非常重要的措施之一。供电公司相关工作部门要制定严密的继电保护制度，并派专业人员不定时对相关电力工程中的继电设备进行故障排查，以保证继电器的持续运行。

3.2.3 对安全方面的制度加以修改

采取措施有效处理线路继电保护系统故障的重要核心内容之一，就是建立优化安全管理制度。电力企业在制定优化安全管理制度的执行过程中，一定首先要从目前变电设备运行的安全现状角度出发，将目前有关变电设备正常运行、检修的不合理的、不符合适宜的安全制度内容加以及时调整与适当修改，同时企业还要根据现有电力系统的运行现状，以及设备用电新增的情况适当制定增加新的安全制度，从而有效保证现有电力系统设备继电保护的安全正常运行。

此外，保证企业继电保护的日常检修以及工作管理能够及时得到严格细化，即严格遵循“责任到人”的检修原则。对于安全表现较为突出或是严重操守失职的某些员工，企业都认为应当按照安全奖惩性的制度标准来严格实行相应的安全奖励或是行政惩罚，只有这样企业继电保护设备操作技术人员的职业安全意识与企业责任心才有机会被充分激发体现出来，安全奖励制度才有机会能够得以真正贯彻实行，继电保护设备处理系统故障的安全可靠性才有机会可得到大大提高。

3.2.4 进一步优化操作人员的技术问题

这一工作出现问题的很多原因，都是由于当前电力部门对员工工作技能培训存在不完善的情况所导致的。继电保护工作人员安全意识缺失会极大地增加安全事故发生的几率，所以供电企业需要在培训中进一步强化工作人员的技术水平和安全意识，确保其能在工作中正确认识到继电保护工作对电力系统工作的重要作用，防止由于继电保护工作引发的安全问题。

4 结语

企业的发展是靠技术来支撑的，需不断终结和发掘新的技术来夯实公司及员工的技术水平。通过本文几个方面的研究与总结，对于继电保护有了更深刻的认识，面对新时代、新要求和新技术，电力行业更要加大力度关注继电保护工作。中国的电力系统是最庞大和复杂的，继电保护作为电力系统的第一道防线，一定要确保它的安全稳固，因为它影响着我们的方方面面。作为一个电力系统工作者，进一步提高供电可靠性是我们的目标，为国家高质量发展保驾护航是最终目的。