變電站微機繼電保護常見故障分析及對策

摘 要：變電站微機繼電保護是電力系統電能分配的重要環節之一，但是新技術、新設備的引入，也給電力運行和維護提出了新的課題。為有效處理好微機繼電保護問題，本文通過對微機繼電保護在運行過程中的常見故障進行深入分析，提出微機繼電保護事故的基本思路及處理措施。為相類似的研究分析提供參考與借鑒。

關鍵詞：電力系統；微機繼電保護；電壓互感器；電流互感器

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A

1 繼電保護的作用

（1）保障電力系統的安全性。

（2）對電力系統的不正常工作進行提示。

（3）對電力系統的運行進行監控。

2 現場調查

目前，微機型的繼電保護裝置在變電站中有著廣泛的應用，與傳統的常規式保護裝置比較，微機繼電保護裝置所發生的故障現象也有自身的特點，在對微機繼電保護裝置發生的故障原因進行相關的總結和分析及在處理方面的特點時，主要在于要掌握其規律性，進行快速有效的對故障進行處理，從而避免由于繼電保護的原因而引發相關的設備或電網事故的可能，確保電網能夠安全穩定的進行運行。微機保護與常規保護兩者之間有著本質上的區別，經常會發生一些簡單的故障是很容易被排除的，但是對于少數的故障僅憑自己掌握的經驗是難以進行排除的，對其應該采取正確的步驟和方法進行解決。

2.1 微機保護的特點

通過實踐和研究表明，和傳統的繼電保護相比較，微機保護有許多的優點。

（1）改善和提高繼電保護的動作特征和性能，正確動作率高。

（2）可以方便地擴充其他輔助功能。

（3）在工藝的結構條件以及硬件方面有較大的優勢，制造方面的標準容易進行統一，裝置體積。

（4）能夠提高運行的可靠性。

（5）靈活性強，人與機器的界面建立的越來越友好，在調試和維護上面也更加的方便，從而也縮短了維修的時間。

2.2 運行需求

電力系統安全需求：當被保護的電力系統元件發生故障時，應該由元件的繼電保護裝置準確和迅速地把相關發生故障的元件進行脫離，并對最近的斷路器發出跳閘的命令，從而使發生故障的元件能及時的從電力系統中分離，最大限度減少對電力系統中元件本身所造成的破壞，大大降低對電力系統安全供電的影響，并滿足其電力系統的某些特定要求。

3 案例分析

3.1 電壓互感器方面

電壓互感器作為繼電保護測量設備的起始點，是供給繼電保護和監控系統判別系統運行狀態的重要組件，電壓互感器二次回路設備不多，接線也不復雜，但出現在電壓互感器二次回路上的故障卻不少見，繼電保護工作中的一個相對薄弱的環節。電壓互感器二次電壓回路上的故障導致的嚴重后果是繼電保護誤動或拒動。

根據相關的運行經驗，電壓互感器二次電壓回路的異常主要是集中在以下幾方面。

（1）電壓互感器二次中性點接地方式異常。其主要表現為二次未接地（虛接）或多點接地。二次未接地（虛接）除了在有關變電站接地網方面相關的原因，更多的則是由接線工藝所引起的。這樣PT二次接地相與地網之間產生了電壓，該電壓是由各相接觸電阻和電壓不平衡程度來決定的。

（2）電壓互感器開口三角電壓回路產生了異常。電壓互感器開口三角電壓回路處斷線，有機械上的原因，其短路則與某些習慣做法有關。在電磁型母線、變壓器保護中，為了達到零序電壓定值，往往將電壓繼電器中限流電阻進行短接，有的則使用小刻度的電流繼電器，從而很大程度的減小了開口三角回路阻抗。當變電站內或出口接地故障時，零序電壓比較大，回路負荷阻抗較小，回路電流較大，電壓（流）繼電器線圈過熱后絕緣體破壞，從而發生短路。短路持續時間過長就會燒斷線圈，從而使電壓互感器開口三角電壓回路在該處斷線，這種情況在許多地區也發生過。

（3）電壓互感器二次失壓。電壓互感器二次失壓可以說是困擾使用電壓保護中的最常見的問題，糾其根本就是各類開斷設備性能和二次回路不完善所引起的。

3.2 電流互感器方面

電流互感器是供給繼電保護和監控系統判別系統運行狀態的重要組件。作為繼電保護對電流互感器的基本要求就是電流互感器能夠真實地反映一次電流的波形，特別是在故障時，不但要求反映故障電流的大小，還要求反映電流的相位和波形，甚至是反映電流的變化率。電流互感器在運行中最容易出現的故障就是電流互感器二次開路。

電流互感器發生二次開路故障時，一般可從以下現象進行檢查判斷。

（1）回路儀表指示異常，一般是降低或為零。用于測量表計的電流回路開路，會使三相電流表指示不一致、功率表指示降低、計量表計轉速緩慢或不轉。如表計指示時有時無，則可能處于半開路狀態（接觸不良）。

（2）CT本體有噪聲、振動不均勻、嚴重發熱、冒煙等現象，當然這些現象在負荷小時表現并不明顯。

（3）CT二次回路端子、元件線頭有放電、打火現象。

（4）繼保發生誤動或拒動，這種情況可在誤跳閘或越級跳閘時發現并處理。

（5）電度表、繼電器等冒煙燒壞。無功功率表及電度表、遠動裝置的變送器、保護裝置的繼電器燒壞，不僅會使CT二次開路，還會使PT二次短路。

以上只是檢查CT二次開路的一些基本線索，實質上在正常運行中，一次負荷不大，二次無工作，且不是測量用電流回路開路時，CT的二次開路故障是不容易發現的，需要在實際工作中摸索和積累經驗。

檢查處理CT二次開路故障，要盡量減小一次負荷電流，以降低二次回路的電壓。操作時注意安全，要站在絕緣墊上，戴好絕緣手套，使用絕緣良好的工具。

（1）發現CT二次開路，要先分清是哪一組電流回路故障、開路的相別、對保護有無影響，匯報調度，解除有可能誤動的保護。

（2）盡量減小一次負荷電流。若CT嚴重損傷，應轉移負荷，停電處理。

（3）盡快設法在就近的試驗端子上用良好的短接線按圖紙將CT二次短路，再檢查處理開路點

（4）若短接時發現有火花，那么短接應該是有效的，故障點應該就在短接點以下的回路中，可進一步查找。若短接時沒有火花，則可能短接無效，故障點可能在短接點以前的回路中，可逐點向前變換短接點，縮小范圍檢查。

（5）在故障范圍內，應檢查容易發生故障的端子和元件。對檢查出的故障，能自行處理的，如接線端子等外部元件松動、接觸不良等，立即處理后投入所退出的保護。若開路點在CT本體的接線端子上，則應停電處理。若不能自行處理的（如繼電器內部）或不能自行查明故障的，應先將CT二次短路后匯報上級。

4 對策措施

4.1 及時找準事故原因

有些繼電保護事故發生后，要按照現場的指示信號燈來進行處理，若無法找到其故障發生的原因，或者在斷路器跳閘后沒有相關的信號燈進行指示，無法判斷事故發生的原因是設備引起的還是人為引起時，往往會跟運行人員的運用措施不利、重視的程度不夠等相關的原因有關。如果是人為的事故就必須如實的向上級進行反映，以便分析事故的原因和避免過多的浪費時間。

4.2 故障記錄要真實完整

微機的事件記錄、裝置燈光顯示的信號、故障錄波的圖形，是分析判斷處理事故最重要的依據。根據有用的信息來作出正確的判斷，這是解決問題的關鍵所在，如果通過一、二次系統進行全面的檢查，發現一次系統的故障使繼電保護系統能夠正常的工作，則不存在繼電保護事故處理的問題。如果判斷事故出現在繼電保護的上面，應盡量的維持其原狀，要做好記錄，要在故障處理的計劃完成后才能進行接下來的工作，從而避免原始狀況被破壞的可能性，造成給事故處理帶來不必要的麻煩。

結語

綜上所述，微機繼電保護是電力系統安全運行的重要保障。通過分析和總結微機繼電保護在變電站運行中出現的故障原因，及時制定合理有效的處理措施，能夠為故障的解決提供了良好的途徑，在不斷完善微機繼電保護技術的同時保證了電力系統的安全運行。

參考文獻

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[2] 朱濤.變電站微機保護的運行與維護探討[J].科技與企業，2011.16.