试论电力系统继电保护装置的要求与故障处理方法

试论电力系统继电保护装置的要求与故障处理方法

顿珠

顿珠西藏职业技术学院机电工程技术学院850000

摘要在现代电力网络系统中，若没有电力系统继电保护装置，想要维持电网正常工作是绝不可能的。因此，为了保证电力系统当发生故障时能够快速地、有选择地、可靠地切除故障设备，防止故障设备遭受更严重的破坏，并保证非故障设备继续运行；当电力系统不正常运行时，根据运行维护条件(如有、无经常值班人员)确定继电保护装置动作于发信号，提醒值班人员应采取措施恢复正常运行，故障防患于未然。

关键字电力系统继电保护装置要求故障处理方法

一、电力系统继电保护装置的要求

1、继电保护装置的作用

在电力系统被保护元件发生故障的时候，继电保护装置能自动、有选择性地、快速地将发生故障元件从电力系统中切除，使故障元件避免继续遭到损害，并保证非故障设备恢复正常运行状态，以减少损害或停电的范围；同时电力系统或被保护设备出现异常运行状态时，继电保护装置能及时反应，并发出信号、减少负荷或动作于断路器跳闸。

2、继电保护装置的要求

2.1继电保护装置

能够反映电力系统中电气设备发生任何故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一套自动装置。

2.2继电保护装置的任务

当发生故障时，应采取措施尽快地将故障设备切除，确保无故障部分继续运行，缩小事故范围和保证系统稳定运行。因此，继电保护的任务是：

3继电保护装置的要求

为使继电保护装置(特别是动作于跳闸的保护装置)能更好地完成上述两项任务，应满足以下四项基本要求：

3.1选择性：选择性是指当系统发生故障时，保护装置仅将故障设备切除，保证系统中非故障部分仍继续运行，使停电范围尽量缩小的性能。保护装置的选择性是保证对用户安全供电的最基本条件之一，所以这是研发、设计和安装继电保护装置时的重要技术依据。

3.2快速性：

速动性就是快速切除故障。对动作于跳闸的保护，要求动作迅速的目的在于：降低短路电流对故障设备的损坏程度；减少对用户正常用电的影响；维持电力系统并列运行的稳定性。

保护切除故障时间越长，短路点处电弧燃烧时间越长，故障设备损坏程度也就越严重，则经济损失大、修复工期长，这点对贵重的大型发电机和变压器显得更为重要。

3.3可靠性：保护装置的可靠性是指在其保护范围内发生属于它动作的故障时，应可靠动作，即不应拒动；而发生不属于它应动作的故障时，则应可靠不动，即不应误动。

3.4灵敏性：继电保护的灵敏性是指对其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力

满足灵敏性要求的保护装置，应该是在事先规定的保护范围内故障时，不论短路点的位置、短路的类型及系统运行方式如何，都能灵敏反应。保护装置的灵敏性，通常用灵敏系数(灵敏度)来衡量。

2电力系统及其故障、不正常状态及危害

1、电力系统及特点

电力系统是指生产电能的发电厂（发动机）、输送电能的输电线路（架空导线或电缆线路）、输配电能的变电站（变压器、母线）和消化电能的各种用户构成的统一整体。其主要特点为：

2.连续性：电能的生产、输送、分配和消化在同一时间内进行。如果电力系统中的任何中间环节出现故障，使电力系统运行中断，即供电间断。要使保证供电可靠性，就必须保证电力系统任何环节正常运行。

2.1重要性：电能是工农业现代生产的主要动力，尤其是国防军事、现代生活领域的重要地位。几乎任何领域都离不开电能。

2.2电力系统故障和不正常运行状态

正常运行中的电力系统，由于雷击、倒塔、内部过电压或运行人员的误操作等原因，经常会造成电力系统故障和不正常工作状态。从而都可能在电力系统中引起事故，最终导致电力系统瓦解。

a、电力系统故障：电力系统中最为常见、同时也是最为危险的故障是各种类型的短路故障。而短路故障是指正常运行以外的一切相与相之间或相与地之间

b、电力系统不正常运行状态：不正常运行状态是指由于各种原因，使电气设备或系统运行参数偏离了其规定容许值的情况。常见的有过电流、过电压、频率降低和系统振荡等。

2.3电力系统故障和不正常运行对电力系统的危害

电力系统中发生短路时，不仅电流增加，而且电压也会降低，从而造成以下后果：

a、电力系统短路时，有很大的短路电流通过故障点并在故障点处产生电弧，从而烧坏故障设备。

b、短路电流不仅通过故障设备，还要通过非故障设备，由于短路电流的热效应和电动力效应，也会损坏故障设备和非故障设备或缩短其使用寿命。

c、电力系统短路时，短路点附近电压降低，破坏用户正常工作。

d、由于电压的降低，还可能破坏发电厂间并列运行的稳定性，从而扩大事故，甚至瓦解整个电力系统。

三、继电保护装置常见的故障分析

1电流互感饱和故障。电流互感器的饱和对电力系统继电保护的影响是非常之大。随着配电系统设备终端负荷的不断增容，如果是系统在靠近终端设备区的位置发生短路时，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。

2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，现在的多数配电都在高负荷密集的地区建立起开关站，也就是采用变电所—开关站—配电变压器的供电输电的模式。

四、继电保护装置故障的处理方法

1.替换法：用完好的元件代替被认定有故障的元件，来判断它的好与坏，可以快速缩小故障的查找范围。

2参照法：通过对正常设备和非正常设备的相关技术参数对比，找出不正常设备的故障点。这个方法主要用于检查接线错误、定值校验过程中测试值与预想值有比较大差异的故障。在进行改造和设备更换之后二次接线不能正确恢复时，可参照同类设备的接线。并在继电器定值校验时，如果发现某一只继电器测试值与整定值相差得比较远，此时，不可以轻易做出判断，可用同只表计去测量其他相同回路同类继电器进行比较。

3短接法：将回路某一段或一部分用短接线短接，来进行判断故障是否存在短接线范围内或者其他地方，这样来确定故障范围。此法主要是用在电磁锁失灵、电流回路开路、切换继电器不动作、判断控制等转换开关的接点是否完好。

总之，随着电网的快速发展，计算机和通信技术快速提高，继电保护技术也会面临新的挑战和机遇，其将沿着计算机化、网络化，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化的发展方向发展。我们将不断学习和总结继电保护技术，推动新技术的引进、应用，为我国电力技术的进步做出应有的贡献。