浅谈高压继电保护系统的原理及其常见故障处理李恒

浅谈高压继电保护系统的原理及其常见故障处理李恒

李恒贾天同刘新春殷章桃

（新疆送变电有限公司新疆乌鲁木齐830001）

摘要：经济在快速的发展，社会在不断地进步，高压继电保护系统是现代电力系统安全的基础，是预防电力系统出现大规模停电故障的技术。文章从继电保护系统的原理、作用和特点入手，对继电保护系统运行中的常见故障进行了分析，并进一步对继电保护系统运行中常见故障的处理办法进行了具体的阐述。

关键词：继电保护；电力系统；故障处理

引言

继电保护被运用的目的主要是为了提高变电站供电的安全性和稳定性。但是在日常的运行过程中，110kV继电保护系统也比较容易出现故障。110kV继电保护出现故障会直接导致变电站供电出现安全事故，因此，相关工作人员在日常工作中应当注意对110kV继电保护系统的维护。只有提高继电保护系统的安全性，才能进一步提高变电站在供电方面的安全性。

1高压继电保护系统基本原理

在高压电力系统当中，继电保护基本原理为采用电气测量器件检测所有保护对象的电气量，如频率、电流和电压等，并判断这些电气量的性质与状态，将其作为继电保护系统输入量，采用逻辑运算的方法和整定值实施对比，再给出相应的逻辑信号用于判断是否需要进行保护，同时向执行机构传输指令，最后由执行机构进行保护动作，如发出警报和跳闸。通过继电保护，能对高压电力系统实施动态监测与状态信息实时显示，对所有异常工况和信息进行预警，并切除系统中存在的故障，最终为正常供用电提供有效保障。通过实践，继电保护主要具有以下特点：1）可靠性良好，既不会发生误动，也能有效防止拒动。2）在确定故障的具体位置后，确保保护动作只是在系统当中对故障进行切除，没有故障的部分仍可以安全运行。3）在快速反应的基础上对故障进行准确切除。

2电力系统继电保护系统常见故障分析处理

2.1参数设置问题

继电保护装置的参数设置是根据电力系统被保护部分的相关电气参数，通过计算、逻辑分析确定保护参数，然后对装置进行参数值的设置。常见故障：①参数设置值比实际标准参数值设置过高；②参数设置值比实际标准参数设置值过低；③部分需要的保护功能被关闭；④部分不需要的保护功能被开启。处理办法：根据继电保护装置需要保护的回路或设备的详细参数计算出初步设置值并初步确定需要开启的保护功能，再根据前一级和后一级的保护设置值来确定科学的参数设置值（也称定值）。

2.2小电流接地系统故障处理

单相接地故障发生在小电流接地系统中，电流不通过故障点，但允许系统单相接地故障继续运行，一般可以允许运行两个小时。在这段时间内，变电站操作员必须找到故障线路，负荷转移，故障停线。对地面单线路小电流系统的出现，虽然是很小的零序电流，断开信号继电器不会移动，线可以继续工作，但是，在另一条线的不同接地故障的不同阶段的过程，通过各故障线路的零序电流大小相等但方向相反，与零序电流的数值是很可观的，线路保护必须跳闸，但破损零序电流也阻挡信号继电器动作，将保护闭锁，不旅行，这是没有理由的线路保护断路器跳闸。处理方法是：对于线路保护（纵差保护除外），若采用电流互感器二次断线闭锁，采用线路两组电流互感器的零序电流构成与门，是线路保护用电流互感器零序地阿牛，而是线路非本保护的电流互感器零序电流。条件是线路保护要有两组电流互感器。这种动作原理的交流电流断线闭锁装置才真正解决问题。

2.3继电保护设备本身及其二次线路问题

继电保护装置本身主要有电源模块、信号采集模块、通讯模块、信号输出模块等组成。常见故障有通信不好、无电源显示（模块烧毁）、显示不正常、无电压或电流等信号、保护拒动或误动等。处理办法：检查通信线路、接地线是否接触良好，排除周围的干扰源（采用铁质柜体可以有效，装置二次信号线布线增加安全距离，加强屏蔽层接地减少系统内部干扰），检查外电源或电源模块保险是否烧坏、模块其他部分是否有异常，检查CT\PT\瓦斯\温湿度\零序等二次线路是否接触良好（用钳形表测二次电流、测二次电压），查看历史记录并分析数据以实际情况是否相符，检查输出模块是否正常。

2.4电流互感器方面的故障与处理

对电流互感器而言，作用在于对电力系统电流进行跟踪检测，得到的电流检测信号能发送至继电保护系统，用于后续的计算分析和对比。对于电流互感器，其主要有以下常见故障：1）绝缘部分接触不良或损坏。2）接线接触不良。3）饱和问题。主要由短路引起，如果产生了饱和问题，则会因为一次电流转换成励磁电流而使二次电流无法完成线性变化，最终产生拒动故障。可采用如下措施进行处理：对系统绝缘部分进行检测，测定回路的电阻与二次电压，及时发现和排除系统异常；针对饱和问题，可采取提高标准、降低阻抗或增大线径等措施予以解决。

2.5电压互感器问题

电压互感器主要是电力系统用来跟踪检测系统电压的元件，它把跟踪检测到的实时电压信号提供给继电保护装置，供继电保护装置进行分析、计算、比较等。电压互感器常见故障：①绝缘损坏、绝缘不良；②一次回路接触或插接不良；③二次接线断线或接触不良、接地断线或不良等异常情况。处理办法：通过绝缘检测、回路电阻检测、二次电压检测等手段来发现并排除异常情况。

2.6500kV线路CVT小开关误动跳闸

CVT二次回路小开关自动跳闸的原因有两个，一是CVT二次回路的问题，绝缘不好或过载都能造成小开关过流跳闸；二是小开关本身的问题，过流定值太小或机构出问题。应首先检查CVT的二次回路。用兆欧表检查CVT二次U、V、W三相对地及三相之间的绝缘均良好，外额定电压实测CVT二次回路负载电流很小，在mA级水平。因此排除了CVT二次回路的问题。实测小开关动作电流近百安培，可以肯定小开关跳闸的原因不是由于过流定值太低而造成的。经过对小开关震击试验，发现小开关在受到一定程度振动（包括强度与次数）后就会脱扣跳闸，说明小开关的机构有问题，已经不能在继续使用。处理方法：（1）更换小开关：跳闸的小开关一般存在三方面的问题：首先是过流定值选配太大，小开关已经起不到保护CVT二次回路的作用；其次是小开关的机构制造工艺太差；第三是采用三相联动机构的小开关不合适。（2）取消小开关主触点上所并联的电容器：小开关更换为单相式的产品后，原来所并联电容器的作用已经消失。

结语

电力系统运行的可靠性、安全性离不开继电保护装置的正确和可靠动作。继电保护运行人员，应该不断熟悉电力系统的基础知识，熟练掌握故障分析方法，做好继电保护装置的维保工作，提高对继电保护装置常见故障的有效快速处理能力，从而提高继电保护系统的安全性、可靠性和正确性。特别是当前继电保护技术已经向微机化、网络化、智能化的方向发展，呈现保护、控制和测量等一体化的发展趋势。这就需要针对继电保护发展新情况来不断提升继电保护人员自身的专业技能，确保电力系统能够安全、可靠、稳定运行。

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