电力系统继电保护故障分析及应对措施研究汤文涛

电力系统继电保护故障分析及应对措施研究汤文涛

汤文涛

（广东电网有限责任公司湛江供电局广东湛江524000）

摘要：电力系统的继电保护是最重要的装置之一，随着我国科技的发展，电力网的负荷能力已得到了较大的改善。对于继电保护装置来说，只有不断提升装置的使用性能，稳定装置的运转效果，处理好工作中极易出现的故障，才能有效防控安全事故，避免人身财产的损失。

关键词：电力系统；继电保护故障；处理措施

一、继电保护常见故障分析

经过多年的研究，电力系统中继电保护隐性故障的相关概念逐渐形成了相对比较完善的理论体系，为系统安全性能的增强提供了重要的参考依据。一般情况下，继电保护隐性故障与系统本身结构的合理性、科学性有一定的关系，是系统固有的缺陷。当系统处于正常的工作状态时，隐性故障基本不会产生明显的影响。但是，在某些客观存在的因素影响下，系统的压力状态将会出现不正常的现象，进而引起继电保护失效的问题，主要体现在内部结构装置的拒动时间选择不合理，某些重要的电路元件产生了误操作，继电保护系统的运行效率下降等。常见故障如下：

1.1运行故障

在继电保护中，运行故障是最为常见的，也是危害性最大的一种故障形式。例如：在电路网络的长期运行中，局部温度过高有可能导致继电保护装置失灵，具体表现为：主变差动保护开关拒合的误动等。在现阶段的继电保护工作中，电压互感器的二次电压回路故障较为常见，也是电力网络运行中的薄弱环节之一，电压互感器是继电保护测量装置的起始点，所以其与继电保护运行故障的引发具有重要的联系。

1.2产源故障

在继电保护装置的实际运行中，其生产质量是否达标将直接关系到故障的出现几率。在机电型、电磁型等常见的继电保护装置中，对于零部件的精度差、材质等都有严格的要求，如果装置的整体性能较差，必将增加产源故障发生的可能性。另外，在使用的继电保护装置中，如果晶体管的整体质量和性能较差，有可能导致运行不协调，甚至发生拒动或误动等故障。

1.3开关保护设备的选择不当

开关保护设备的选择是非常重要的一项工作，现在的多数配电站都在高负荷密集的地区建立起开关站。在未实现继电保护自动化的开关站内，我们应当更多地采用负荷开关或与其组合的继电器设备系统作为开关保护的设备。

1.4继电保护隐性故障

（1）由于不正确的整定引起的隐性故障。保护定值整定不当的原因主要有：

①误整定、误管理和误设置等人为因素造成的保护定值不当；

②保护定值不具备自适应能力，不能适应电网结构和运行方式的改变。当电网潮流由于故障或者其他原因发生较大的转移或变化时，保护定值不能够及时进行相应的调整，尤其是后备保护，这样就会使事故恶化，成为隐性故障。

（2）由于设备故障引起的隐性故障，包括软件故障和硬件故障。软件故障是指软件系统隐含的故障，如程序逻辑错误、软件版本错误、使用人员理解错误等，这不仅与生产厂商密切相关，也跟使用用户单位有关，涉及软件的开发、测试、维护和使用等。这既需要厂商严把质量关，也需要用户单位提高重视、做好日常维护和管理工作。硬件故障是指因为环境因素，如水解、氧化、热解等原因使设备持续不断地受到损坏致使硬件磨损、材料老化，或者是因为外部因素偶然发生变化引起的，如操作人员操作不当、恶劣气候或环境等造成的硬件故障。

二、电力继电保护的故障诊断方法及技术原理

2.1基于小电流接地系统的故障诊断方法

如果出现了小电流接地系统单相接地的状况，电压与电流在接地点的前后向支路和正常的支路都会出现异于正常运行的特点，接地线路附近的电磁场同时产生变化，因此可以利用电磁场是否有变来判断单相接地故障的故障位置。具体的做法是首先对小电流接地系统进行稳态分析。试验正常支路和故障支路的故障点探测，得到相应的参数，再对相关参数进行分析，可得出故障状态下，各支路零序电压电流及功率的特点。之后对各线路四周的电磁场做仿真探测，得出三相电压和零序电压与电流形成的电磁场有替代性，然后利用得出的谐波电流电压产生的电磁场探测故障点并进行定位。

2.2综合故障分析系统的继电保护和检测方法

第一种方法是网络化。将涉及到的继电保护装置进行串联、纵联，然后利用主站统一管理，同时将提供通信方面的支持，如上传故障数据、处理与通讯等。第二种是人工神经网络。人工神经网络的理论基础是生物神经系统中的神经网络、遗传算法及模糊逻辑等技术，人工神经网络拥有自学习、自适应以及模式识别的能力，将信息分布存储并将其进行并行处理等优点，应用在电力系统继电保护中能够迅速判断出发生故障的类型，确定发生故障的距离，从而对电力系统中的主设备进行保护。第三种是自适应控制。利用自适应控制继电保护可以实现电力系统运行状态的实时监测，同时根据运行状态的变化调整自身的保护性能和特性，很大程度上改善了继电保护装置的保护性能，提高了电力系统运行的安全性和可靠性。

三、继电保护故障处理方式

电力系统的正常稳固运行离不开制度的规范，电力部门应结合继电保护的工作目标，确立一整套细致而科学的管理制度，合理配置资源、高效安排员工任务。常见的故障处理措施如下：

3.1参照法确定故障位置

当继电保护的故障发生时，首要任务是找出故障点，参照法是锁定故障位置的一种有效方法，该方法在检查并处理保护接线故障问题方面应用最多。参照法指的是对比继电保护设备的各类参数从而发现故障点，针对故障位置进行及时准确的处理。一旦继电保护设备被更新替换或是电力系统发生回路改造时，二次接线很容易发生不能准确恢复的问题。此时可以利用参照法发现接线故障。具体指的是参考同类设备的接线，对照其线头所标的编码与接线位置找到错误的接线位置。此外，当继电保护进行带负荷试验时无法确认得到的数据是否精确时，可以参照同类设备运行时的包括指示灯情况、微机显示屏中的信息等数据，根据这些同类设备的运行情况使故障范围得以缩小。

3.2替换法

该方法指的是当继电保护装置发生故障时，依靠电力部门维护人员丰富的经验与高超的技术，以最快的速度判断故障位置，并快速替换掉原有继电保护装置。该方法尽管可以第一时间迅速处理故障，但对于故障点的准确判断有很高的要求。

3.3短接法

该方法的原理是对回路的某一部分用短线进行短接，用于对故障范围的进一步确定。当发生继电器动作失灵、电流回路断路等问题时采用该方法可以有效锁定故障范围，准确判断转换开关的接点是否发生异常。

3.4电路拆除

该方法在电力系统继电保护装置的实际维修中是一种普遍应用的方法。其做法是将并联的回路按照一定顺序使之脱离开来，然后按照合理的顺序，查找分支路对继电保护系统展开维修。若电压互感器发生了二次熔断，则可以证明回路中发生了短路的问题，针对短路现象可以对端子进行处理，以此来消除电路故障。但若继电保护装置中起到保护作用的保险丝发生了熔断，则电路拆除方法不再适用，为了解决此类故障需要细致的排查各个插件。

3.5分段处理

进行分段处理的前提是提前将继电保护装置科学合理的划分为两个以上段落。根据划分的部分依次进行故障处理。以高频保护收发信机发生故障为例，该故障导致收发信机无法正常发出信号，或是对方收不到信号等，该故障由于涉及到许多通道设备，也会关联到两侧的收发信机，可以利用分段法进行故障的处理。具体操作是将通道撤离，接入负载，通过电平表的示数判断能否正常的自行发送和接收信号，继而测量通道的电平差，由此来判断继电保护的通信电缆是否处于正常状态，针对每段都进行这样的处理，从而一步步锁定发生故障的段落。

3.6构建故障信息处理系统

电力系统的智能化水平的提升无疑对继电保护装置的稳定运行有极大的帮助。目前急需构建完善的信息管理系统，使之可以对继电保护装置进行实时数据监控、故障仿真分析、制定应急方案等。

3.7加强机械设备的管理

置换法处理。这种办法缺乏技术含量，但不失是一种最为快捷的问题处理办法。它是用一台确认无恙的设备去替换可能存在问题却无法下定结论的设备，这样做的优点在于能够快速的判断出设备零部件是否存在问题，如果判定设备某一部分电气元件存在故障，在替换上好的设备零部件后，设备可以正常工作，那么就可以直接判断是替换下来的零部件除了问题，在极大程度上缩小了故障排查范围，节省了检修的时间。如果在替换了设备与元件后，故障还没有得到解决，那就对设备剩余部分的零部件进行替换，直到故障排除。

对比法处理。这种方法的特点在于不用对设备进行大的拆机检测，它的作用基础必须是两台同规格、同型号的设备，通过将出故障的设备和好的设备同时运转，记录设备工作中的参数，然后将两者的运行参数进行对比，数据异常的部位很大程度上就是设备的故障点。这种参照对比的方法经常在继电保护装置的运行中发挥重要的作用，它能快速准确地发现设备内部电路系统中由于接线错误而引发的设备故障。但是，继电保护装置内部的线路排布极为复杂，由于定期维修时设备部件更换等因素都会发生接线错误的可能。还有，设备的整定值和测试值之间可能存在很大的误差，这就使得在判断设备故障是否是因为接线错误时更加困难，所以说对于整个继电保护系统问题的处理是很麻烦的，这就要求电力工作者要定期对系统电力回路进行检测维修，真正意义上的解决继电保护系统中存在的问题。

拆除系统回路。就现如今电力系统中所存在的各种问题，属继电保护装置中电回路发生故障的次数最为频繁。为了能够在继电系统发生故障的第一时间就对故障点进行排除，但这个故障点又不能快速发觉时，我们就需要一些特殊的方法。就好比检修人员会对二次电回路进行顺序拆除作业，之后再将拆除的设备零件挨个安装起来，每装一个元件就对设备进行一次检测，直到发现设备的故障点，再将之前拆除的设备元件依次序装回。

3.8制度完善与人员培训

继电保护工作的开展需要一套完备的制度进行约束。电力部门应结合电力系统运行现状，优化完善相应制度，既要对原有的不适宜制度进行修改与调整，又要根据实际情况适当增加新制度。此外，为了保证继电保护的检修工作有序进行，

电力部门应重视责任的落实，制定清晰的责任人制度，细分检修工作，并评估检修过程的质量，使故障的维修效果及时被确认。另外，奖惩制度也是制度的一个重要部分，表现优秀的员工应得到奖励，而对懈怠或是失职的员工必须进行处分，通过合理的奖惩制度在电力部门中形成一种重视安全的风气。在对员工的培训方面，重点要加强的是对员工安全意识的培训。针对继电保护关键环节的岗位，对相应的工作人员技能的培训与经验的渗透也是极为重要的。

四、结束语

综上所述，要想确保人们日常工作和生活用电的稳定，就要确保电力系统的正常运转。这也要求广大电力部门在工作中不断加强对员工素质、技能的提升，加强对设备的检修和维护，全面减少故障的出现，实现电力系统的可持续发展，为我国电力建设提供更大的帮助。

参考文献：

[1]刘桂华.浅析电力系统继电保护故障处理措施[J].中国电子商务，2012，24（11）：256-256.

[2]刘明明.浅析继电保护的常见故障及处理措施[J].科技与企业，2013，39（12）：156-156.

[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）：134-134，142.

[4]白峰.浅析继电保护在电力系统中的作用[J].民营科技，2014，72（11）：29.