探讨电力系统继电保护故障分析

探讨电力系统继电保护故障分析

顼佳耀

内蒙古大唐国际锡林浩特发电有限责任公司  内蒙古自治区锡林浩特市  026000

       摘要：在科学技术不断发展和进步的情况下，电力系统也得到了快速的发展，这对电力系统继电保护的发展也提出很多新的要求，继电保护装置是电力系统中的一个重要设备，是电力系统密不可分的一部分，在保障电力设备安全运行和防止、限制电力系统大面积停电方面作为最基本、最有效、最重要的技术手段。事实证明，继电保护一旦发生不正确动作事件，往往会造成电气设备损坏，继而导致事故扩大，酿成严重后果。我们必须要加强继电保护设备的维护工作，认真做好设备检修，提高检修工艺质量，加强设备绝缘监督，不断提高继电保护设备的运行可靠性。

关键词：继电保护；故障分析；电力系统

引言

       电力系统继电保护是一项系统的、复杂的工程，在这项工作中，不仅需要电力系统技术人员对电力系统设备以及电力系统继电保护装置进行定期检查、及时维护或更换，而且还需要对技术人员自身进行专业的培养和训练，要让电力系统技术人员具备扎实的理论知识，掌握各种专业的维护和检修技术，同时还要从具体的实践工作中吸取经验、教训，不断提升技能水平。为了能够保障整个电力系统的安全稳定运行，我们不仅需要掌握扎实的理论基础，还要结合现场实际工作，在实践过程中发现问题、解决问题。

1.继电保护设备的工作原理

       随着电力系统微机自动化技术的快速发展，电力系统继电保护不只局限于继电保护设备自身或电力系统的保护，而是结合电力系统的实际运行情况，针对电力系统中发生的电力故障或事故，采取的自动控制措施。电力系统在日常运行过程中，一旦系统发生故障或者事故，继电保护设备可以迅速的、正确的做出反应，发出警告，值班人员发现报警信号之后，立即进行检查确定系统的故障点，从而快速进行系统故障检测和维护，避免电力系统故障影响其他电力设备的运行方式。在电力系统中，继电保护设备通常是利用电力系统中的异常情况或者电气元件故障、短路时产生的电气量变化，根据产生的电气量变化来分析执行继电保护动作。继电保护设备能够实现电力系统中各个保护单元之间共享系统故障信息和运行数据，重合闸装置或其他继电保护装置经过分析、判断这些信息数据，来进行协调动作，从而确保电力系统的安全稳定运行。继电保护设备实现电力系统保护的基本条件是利用计算机网络系统将电力系统的各保护装置联系起来，实现电力系统微机保护装置的自动化和网络化[1]。

2.继电保护故障分析

         2.1运行故障

        在继电器保护故障中，运行故障是主要故障之一。运行故障对继电保护装置的危害非常大，运行故障不但影响继电保护装置的正常工作，同时还会对继电保护的工作状态造成影响。运行故障主要表现为继电保护的部件失灵，或者继电保护装置失灵，使得继电保护功能丧失，影响整个电力系统的运行。运行故障的具体表现比如在电路网络长期运行中，装置部件局部温度过高，导致的异常比如主变差动保护误动或开关拒合。运行故障导致整个继电保护装置失效，在继电保护装置的运行稳定性、系统功能和系统安全方面容易出现问题，继而导致故障范围扩大。因此，掌握运行故障的特点，并做好运行故障的预防，对于提高继电保护装置的运行效果和设备稳定性具有重要意义。结合当前继电保护装置的运行故障特点，在预防过程中应当做好继电保护元件的检查，应当对整个继电保护装置的温度进行监测，同时对电压互感器进行监测，因电压互感器是继电保护装置测量回路的起始点，其与继电保护运行故障的引发具有重要的联系，因此也要确保其工作状态正常[1]。

        2.2产源故障

        在继电保护装置运行过程中，产源故障是重要的故障类型，比如继电保护装置在运行过程中，晶体管的整体质量性能较差，会导致继电保护装置运行不协调，甚至发生拒动和误动的故障。产源故障与继电保护装置的零部件质量和零部件的精度以及材质有着直接的关系，了解产源故障特点并规避产源故障风险，是消除继电保护故障的重要方法。基于对继电保护装置的了解，在继电保护装置工作的过程当中，其自身的元器件对整个继电保护装置的运行有着直接的影响，继电保护装置元器件本身存在问题，或者元器件的质量存在缺陷，都会给继电保护装置的运行造成影响，不利于继电保护装置的稳定运行。因此，掌握继电保护装置产源故障的特点，对产源故障的预防和解决具有重要作用。

        2.3电流互感器饱和故障

        继电保护装置在运行当中，电流互感器饱和是重要的故障形式，对整个继电保护系统的正常运行产生了极大的影响。电流互感器饱和故障主要是指随着配电系统设备终端负荷的不断增加，一旦发生短路故障，短路电流往往会很大，系统在靠近终端设备区域的位置发生短路故障，故障电流可能会达到或者接近电流互感器单次额定电流的100倍以上，在常态短路情况下，电流互感器误差是随着一次电流的增大而增大，故障电流的增大可能导致继电保护装置不正确动作，这种故障称之为电流互感器饱和故障。这一故障对继电保护装置的稳定运行和继电保护装置元器件的安全性造成了非常大的影响，因此，我们应当明确电流互感器饱和故障的危害，并在实际运行当中对其进行有效的预防，减少继电保护装置电流互感器饱和故障的发生概率，解决电流互感器饱和故障问题[2]。

        2.4开关保护设备选择不当

        在继电保护装置工作过程中，开关保护设备的选择至关重要，按照电路的运行需要和继电保护装置的实际特点，开关保护设备的选择应当符合配电变压器及配电负荷的工作要求，应当根据配电变压器的工作负荷和工作要求合理选择。但是在实际的设备保护开关选择过程中，由于对配电变压器的运行方式和工作要求了解的欠缺，或者没有进行有针对性的选择，导致了在开关保护设备选择过程中出现了型号不对应或类型不一致的问题，使保护设备、继电保护装置和整个配电变压器选型错误，从而造成开关保护设备不工作或者开关保护设备起不到保护的作用，继而危害整个电力系统的运行。因此，这一故障的解决和消除关系到继电保护装置的安全运行效果，故在实际运行中应当做好开关保护设备的选择[3]。

3.继电保护装置故障处理与维护分析

       3.1强化科学处理意识

       电力系统技术人员在加强继电保护故障处理的过程中，应根据实际情况及处理要求，不断强化科学处理意识，促使具体的处理工作开展地更具针对性。在此期间，应做到：

（1）通过对继电保护装置运行状况、故障类型等方面的综合考虑，需要注重对专业理论知识、丰富实践经验等要素的引入及整合利用，从而实现科学地处理保护装置故障，高效地完成相应的故障处理工作的目的；

（2）从处理方法适用性、可行性等方面入手，实施好专业性强的继电保护装置故障处理计划，并对其处理效果是否显著、继电保护状况是否良好等进行充分考虑，从而为保护装置安全性能优化、应用水平提升等打下基础，满足电力系统高效运行的要求，并使继电保护装置在应用中具有良好的功能特性和利用价值[4]。
       3.2加强故障处理方法使用
       在对继电保护故障处理方面进行探讨时，为了使其处理水平能够保持在更高层面上，增加其中的技术含量及优势，故需要对故障处理方法的科学使用进行充分考虑。具体包括：

（1）在怀疑或认为继电保护元件发生故障时，可采用调换法进行处理，用完好的元件替换认为故障的元件，快速缩小故障处理的范围，提升故障处理技术内涵，实现对继电保护装置的快速恢复使用；

（2）加强参照法的使用，对正常与非正常继电保护装置的技术参数进行比较分析，了解其中是否发生接线错误，从而为具体的处理工作开展提供参考依据，避免扩大继电保护装置在电力系统中的应用风险。

（3）基于短接法的继电保护故障处理分析，可使用短接线将回路某一段或一部分进行短接，来判断故障是否存在于短接线范围内或者其他地方，从而来确定故障范围，该方法可实现对故障类型及发生原因的科学判断，了解电路回路应用状况，高效率、高质量地完成好继电保护故障处理工作[5]。
       3.3其他方面的处理措施
       基于继电保护故障的处理研究，也需要考虑这些方面不同处理措施的配合使用：

（1）注重信息技术的引入及高效利用，将丰富的信息资源整合应用于继电保护故障处理中，全面提升其处理工作开展中的信息化水平；

（2）重视对继电保护装置的全面检查，对铆装件是否发生变形、触点工作状况等进行深入分析，获取准确性良好的分析结果，促使具体的处理工作开展更具针对性；

（3）检修人员在实践中应强化自身的责任意识，利用专业知识对继电保护故障加以处理，从而提升其保护装置科学应用管理水平。同时，需要给予微机综合保护更多的重视，配置好性能可靠的保护设备，建立并完善相应的保护机制，将其实施到位，促使微机保护应用效果更加显著，从而降低继电保护使用过程中的故障发生率。

（4）运用分段处理法，分段处理法是一种常用的故障处理方法，其主要是指电力系统技术人员对继电保护装置故障进行分段式检测或者处理，以便于针对故障制定一个科学合理的方案，随后再根据工作的不同顺序对故障予以处理，并对继电保护装置内发出的信号进行检测[6]。
       3.4采用替换法排除继电保护系统故障
        截止到目前为止，当继电保护装置在运行过程中内部发生故障时，替换法是最行之有效的解决方式。如果是元件发生了故障，应该将备用元件或者是利用正在进行检修的具有相同或相似功能的元件进行替代。如若在替代之后继电保护装置能够处于正常的运作，那意味着故障就是由于这个元件引起的。如若继电保护装置仍然处于瘫痪状态，那就继续采用替代法对别的元件进行检测。在处理继电保护装置中存在的故障时，替换法是比较普遍和有效的。除此之外，如果继电保护装置中回路比较复杂或者是含有的元件较多时，也应该应用替换法来检测并排除故障。
        3.5采用对比参照法确认继电保护系统的故障
        所谓的对比法就是指将不正常的设备与正常的具有相同型号、一样规格的设备相互对照，对比其技术参数，除此之外还可以将两者的校验报告相互对照，如果出现明显差别的地方，就判断为出现故障的点。对比法的主要用途是对检验中检测状况与正常状况相差比较大的，或者是接线出现问题但是还没有找到原因的故障进行检测。在安装继电保护装置时，技术人员在安装时出现差错，接线出现错误时，对继电保护装置中的设备进行替换或者将系统实施的回路进行改造之后，仍然没有处于正确状况下的时候，就能够利用对比法，将有故障的设备与一样的设备正确接线之后再利用此方法进行对比参照，这样就能够找到故障并且及时改正使其处于正常的运作状态[7]。

        3.6采用直观法排除继电保护系统故障
        所谓的直观法就是在继电保护装置内部元器件出现故障或发生损坏时，维修、检测人员无法使用电子仪器设备进行故障检测，也不能确定是否需要更换相应的元器件时，采用人工直观查看的方式进行故障处理。
        3.7采用短接法确认继电保护系统故障
        当对继电保护装置中出现的故障已经确定了大体位置的基础之上，可以对回路划分成几段，利用短接的方法来判断故障具体出现在哪一小段的内部，这样能够迅速将故障锁定在较小的范围内，从而提高故障处理效率。
        3.8采用回路拆除法逐项确认继电保护系统故障
       在继电保护系统的运行当中会出现很多的故障情况，其中的二次回路故障是最普遍的一种故障。要想找出继电保护系统具体发生故障的位置，可以根据顺序拆开二次回路，逐项进行检查，当发现故障时，就能够明确发生故障的回路，继续对其他回路进行相应的检测，故障处理完毕后再按照顺序按原路组装回去，在组装的过程中哪里出现故障，就意味着哪里的回路有故障。知道了故障在哪个回路之后，再次按顺序将那个回路拆除，处理后再按顺序组装，这样便能够确认具体的故障元件[8]。
4.结束语
       继电保护技术在维护电力系统正常运行方面有着重要的作用，确保电力系统的正常运行关系到我国国民经济的建设、人们生活的安定以及社会的可持续发展，具有重要的意义。随着科学技术的快速发展，人们对继电保护技术的研究也在不断的拓展，逐渐向网络化、智能化以及一体化的方向发展，在维护电力系统稳定与安全方面发挥出越来越大的作用。
参考文献：
       [1]吴金珠.电力系统继电保护故障分析与处理措施探究[J].现代信息科技，2019（12）：42-43.
       [2]吴金珠.电力系统继电保护故障分析与处理措施探究[J].现代信息科技，2019（12）：42-43.
    [3]刘宏强.电力系统继电保护装置故障分析与处理研究[J].科学技术创新,2019(27):168-169.
    [4]杨勃.试析如何提高电厂继电保护的动作率[J].计算机产品与流通,2019(12):87.
    [5]卜群杰.发电厂继电保护可靠性的影响因素探析[J].山东工业技术,2019(10):180.
    [6]康晶晶.继电保护自动化技术的重要性及应用[J].中国新技术新产品, 2018 (02) :17-18.
    [7]妮鹿菲尔•毛吾田.探析电气继电保护的常见故障及维修技术[J].科技创新与应用, 2017 (10) :213.
        [8]李永芬.智能变电站继电保护可靠性探究[J].世界有色金属, 2018 (01) :276-277.