电力系统继电保护故障分析及应对措施研究石通清

电力系统继电保护故障分析及应对措施研究石通清

石通清

（深圳供电局有限公司广东深圳518000）

摘要：继电保护装置是电力系统中一种重要的保护设备，在电力系统的发展过程中有着不可替代的作用。但是，电力系统难免会出现各种各样的故障，为了保障电力系统能够顺利稳定运行，必须综合分析电力系统继电保护故障，通过对故障发生的原因等进行详细分析，才能采取具有针对性的、有效的处理措施。本文主要分析了电力系统继电保护的故障，并探讨了电力系统继电保护故障的处理措施，希望能够进一步促进电力系统的高效发展。

关键词：电力系统；继电保护故障分析；处理措施

引言

在电力系统运行过程中，继电保护装置有着非常重要的作用，能够对电力系统进行自动检测和相关保护，是电力系统的核心组成部分。但是，电力系统往往会受到各种各样因素的影响而出现不同情况的故障，严重影响电力系统的安全性、稳定性和可靠性。因此，要提高电力系统的安全性，必须加强对继电保护装置的完善，对相应故障进行科学、综合分析，提出具有针对性的处理措施，保证电力系统安全运行。

1继电保护原理

继电保护装置是主要的电力系统维护装置之一，其为整体电力系统的平稳运行提供了重要的支撑作用。在实际运行过程中继电保护装置主要包括逻辑模块、测量模块、执行模块3个方面，其通过对故障信号及非故障信号的有效辨识确定，可采取适当的继电保护措施，共同为电力系统的稳定运行提供可靠的保证。详细来说，测量指的是采集设备对模拟量、开关量等信号进行一系列收集及转换。逻辑部分通过收集的各种数据，然后继电保护装置进行各种计算及判定，每个保护原理都由简单或复杂的逻辑框图构成，其中涉及到电压、电流、断路器位置、瓦斯等诸多电气量和非电气量信号，当这些量满足任一个保护逻辑后，该保护便会触发。执行即为保护出口，当保护动作后会立即发出跳、合开关的指令，保证故障快速切除。

2电力系统中的继电保护相关概念

2.1继电保护的重要性

电力系统拥有不计其数的变电站，几乎覆盖了全国每一个角落，彼此连通，形成巨型电网。若一条线路接地或一个变压器故障都会迅速影响到整个电网的健康水平，甚至造成大范围停电或人身设备安全事故。继电保护设备可以保证故障在最短时间消除，将故障范围缩减到最小，对电力系统稳定性提供可靠保障。

2.2继电保护常见故障

在电力系统运行中，难免会发生线路接地、变压器绕组短路等各种故障。根据统计，发生较常见的故障有单相接地短路、两相短路、两相接地短路和三相短路。

（1）单相接地短路。最常见也是最多的故障，大约占总故障数的80%。在接地系统中，任一相接地都会产生很大的短路电流，现场通过单独的零序CT（CurrentTransformer，电流互感器）或自产零序电流进行测量。故障相电流最大，另两相电流几乎为零。发生此故障时，首先查看保护装置的故障记录确定故障相线，并对各相进行绝缘测试，找到接地点并及时处理。

（2）两相短路。两相短路是指相间发生的短路故障，故障相电流大小相等、方向相反，另一相电流几乎为零。

（3）两相接地短路。指两相短路后与大地相连，两相电流大小方向相同，电流由故障点流向大地。

（4）三相短路。指三相之间互相短路，由于三相角差120°，所以短路点处三相恰好抵消，但电流较大，需要尽快切除。

3电力系统继电保护故障分析

3.1运行故障

在电力系统继电保护装置运行过程中，运行故障的发生不可避免，其主要是由于继电保护装置长时间运行过程中局部装置高温导致的设备失误，或者灵敏度丧失情况。电力系统继电保护装置运行故障在实际运行中主要体现在主变差动保护开关拒合，同时电压互感器会出现二次电压回路情况，同时在实际运行过程中电压互感器内部零件性能会出现下滑趋势，由于电压互感器是整体继电维护装置保护动作的初始位置，若电压互感器出现了运行故障则会导致后续继电保护装置风险故障的产生。

3.2产源故障

在电力系统的实际工作中，继电保护的工作质量与零部件的精度和材质有着密切的关系。如果电力系统的整体性较差，势必会增加故障的发生率。此外，在继电保护装置中，一旦晶体管出现质量问题，无法带动电力转换和运输，就会降低继电保护装置的性能，导致电力系统不协调运行，甚至发生误动等故障。

3.3设备选择不当

开关设备的选择是影响继电保护装置保护效率的重要因素。现有的配电设施多在高负荷、高压等负荷密集的区域，在设置保护装置时必然需要建立开关站，也就是较为普遍的变电所-开关站-配电变压器-电压运输的模式。技术人员应更多地采用高质量负荷开关，并与其他装置系统形成整体。

3.4电流互感饱和故障

引发电流互感饱和故障的主要原因是当代社会对电压电能的要求较高，致使电力系统的承荷能力也在增加。在这种情况下，电力系统的终端很容易出现短路现象，并且也会影响正常的运转。因为一旦发生终端短路，那么电路产生的电流会达到额定电流的一百倍，电流互感器的误差会呈现饱和状态，导致二次电流减小为0，继电保护装置也难以发挥作用。如果在电力系统的出口处出现流量拒绝保护现象，那么最终会造成电力系统的崩溃。

4继电保护故障的有效应对措施

4.1置换处理法

主要是指使用性能良好的设备来代替有故障的设备，设备种类应当保持，以稳定工作性能。对设备的好坏判定应当以故障种类和范围为主要依据。在很多情况下，如果有某个装置或元件出现问题，需要使用新的设备做更换，那么置换处理法是最为广泛的一种故障处理法。通过对存在怀疑的设备进行更换，如果电力系统能够恢复正常运转，那么可以证明已经更换下来的装置确实出现了故障；如果发现更换之后的电力系统仍然无法正常运转，那么可以使用置换法对其他装置进行更换检验。

4.2参照对比法

指通过检验报告来检测继电保护系统不同设备、正常设备与不正常设备的不同型号的技术参数，分析两者及以上存在的差异性，并以此作为故障原因分析的起始点。在继电保护装置的实际运行中，一般会用参照对比法来解决因电路交互而导致的接线错误。此外，继电保护装置的复杂性会使得在检测时难以确保准确性，测试值和真实值有较大的差距，因此需要对继电保护装置实施定值检测，以真正解决故障问题。

4.3提高保护装置的可选择性

继电保护装置的选择性是指当电力系统发生故障时，装置具有自动切断线路的功能。切断线路之后也不会影响整个系统的正常运行，有效确保了电路系统的稳定性和可靠性。当对电荷能力的需求加大时，继电保护可以立即做出反应，实施保护。在断线情况下，继电保护会处于满负荷的状态中，当任意线路出现问题时，都要以定值进行确认。

4.4提升安全标准

要想真正解决继电保护装置的故障问题，就要建立完善的安全标准和制度。在制度的建立中，应当从社会市场需求和企业的发展现状出发，合理布局有关机电装置的故障分析步骤，找出与故障处理的根本原因。除此之外，还有落实责任制，将检修结果与技术人员联系起来，提高他们的责任意识。

结论

综上所述，在电力系统继电保护系统运行过程中，主要有开关设备、运行故障等几个方面的问题，在实际故障处理过程中，可结合相关故障出现情况利用负荷检测、电位检测、直接观察等方式进行电力系统继电保护装置故障的有效排查，在继电保护装置日常维护的基础上，可综合利用微机故障处理技术、继电保护分析系统进行故障自动分析处理，保证整体继电保护装置的稳定运行。

参考文献

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[3]冯磊.浅析电力系统继电保护及故障检测[J].电子测试，2016，46（12）：134，142.