關于繼電保護相關問題及故障處理方法的分析

江西省送變電建設公司

摘要：闡述繼電保護在電力系統一些分類和基本性能，并對繼電保護故障及處理方法進行分析，以保證電網的安全穩定運行。本文重點分析了繼電保護的類型，且對其故障正確處理。

關鍵詞：繼電保護；分類；故障處理；措施

1、繼電保護的基本性能

對于電力系統而言，繼電保護之所以得到了高度重視，主要還是由于其獨特的性能發揮r較大的價值。繼電保護投入運行后，可在很長時間內維持系統的正常操作，增強了整個電力系統性能的體現。

1）維護安全。正常工作情況下，電力系統的運行存在著諸多不安定因素，只要某個環節出現問題都會造成系統難以持續運行。而繼電保護作為電力系統的組成裝置，其能夠及時檢測到故障信號.維護了系統的安全運行

2）保證可靠。繼電保護裝置是根據繼電原理設計出來的電力產品，是繼電保護作用的現實體現。繼電保護的可靠性能體現在能夠分清哪些動作可以執行，哪些動作不該執行，讓電力系統更加可靠，見圖1。

圖1微機繼電保護原理

3）處理快速。“時間短、處理快、準確高”，這些都是繼電保護在使用時體現出來的最大優勢。當電力系統即將或將要發生故障是，繼電保護能快速判斷故障位置、原因、形式，從而把故障帶來的影響消除在外。

4）正確選擇。若電力系統的其它裝置出現異常故障前，繼電保護裝置能夠正確選擇故障出現的“區域”，快速定位后地故障及時分析處理，把故障影響完全消除或控制在最低，避免造成過大的電力損失。

2、繼電保護的具體分類

盡管繼電保護帶有了諸多的基本性能，但在實際使用過程中必須要選用合適的繼電保護裝黃，找準需要使用的信號。這是保證繼電保護裝置發揮作用的前提，從專業角度對繼電保護實施分類則成為了不可缺少的工作。當前電力行業運用的繼電保護分類方式如下：

1）保護對象。從保護對象角度對繼電保護分類是一種最為直接的方法，其～般情況可劃分為輸電線保護、主設備保護。從字面上則可看出，這種保護對象主要包括了：發電機、母線、變壓器。

2）功能作用。從功能作用進行劃分則通常包含了短路故障保護、異常動作保護等。若將兩者具體劃分又會有不同的形式，短路故障類型有設備保護、系統保護等；異常動作保護則多數指過載、失磁、低頻等。

3）裝置結構。從裝置結構進行繼電保護劃分的種類較為復雜，其通常包含了模擬式保護、數字保護、信號保護、計算保護、模擬保護等等。在選擇使用保護裝置時需結合各種對啦的種類：

4）動作原理。從動作原理進行分類必須從專業的電力理論角度出發，其主要包括的形式有過電流、過電壓、大功率、遠距離保護等多種形式。這些也從側面上反映了繼電保護性能的多樣性。

3、繼電保護常見故障

電壓互感器二次電壓回路在運行中出現故障是繼電保護工作中的一個薄弱環節。作為繼電保護測量設備的起始點，電壓互感器對二次系統的正常運行非常重要，PT二次回路設備不多。接線也不復雜，但PT--次回路上的故障卻不少見。由于PT二次電壓回路上的故障而導致的嚴重后果是保護誤動或拒動。據運行經驗，PT二次電壓回路異常主要集中在以下幾方面：PT=次中性點接地方式異常；表現為二次未接地（虛接）或多點接地。二次未接地（虛接）除了變電站接地網的原因，更多是由接線工藝引起的。這樣PT二次接地相與地網間產生電壓，該電壓由各相電壓不平衡程度和接觸電阻決定。這個電壓疊加到保護裝置各相電壓上，使各相電壓產生幅值和相位變化，引起阻抗元件和方向元件拒動或誤動。PT開口三角電壓回路異常；PT開口三角電壓回路斷線；有機械上的原因，短路則與某些習慣做法有關。在電磁型母線、變壓器保護中，為達到零序電壓定值，往往將電壓繼電器中限流電阻短接，有的使用小刻度的電流繼電器，大大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破壞發生短路。短路持續時間過長就會燒斷線圈，使PT開口三角電壓回路在該處斷線，這種情況在許多地區發生過。PT二次失壓；”二次失壓是困擾使用電壓保護的經典問題，糾其根本就是各類開斷設備性能和二次回路不完善引

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。而傳統的電磁式電流互感器是利用電磁感應原理通過鐵心耦合實現一、二次電流變換的。由于鐵心具有磁飽和特性。是非線性組件，當一次電流很大，特別是一次電流中非周期分量的存在將使嚴重飽和，勵磁電流成幾十倍、幾百倍增加，而且含有大量非周期分量和高次諧波分量，造成二次電流嚴重失真，嚴重影響了繼電保護的正確動作。由電工基礎理論可知，電流互感器在嚴重飽和時，其一次電流中的直流分量很大，使其波形偏于時間軸的一側。鐵心中有剩磁，且剩磁方向與勵磁電流中直流分量產生的磁通方向相同，在短路電流直流分量和剩磁的共同作用下，鐵心在短路后不到半個周期就飽和了。于是，一次電流全部變為勵磁電流，二次電流幾乎為0。由于電流互感器嚴重飽和，使其傳變特性變差甚至輸出為0，才導致了斷路器保護的拒動，引起主變壓器后備保護越級跳閘。

4、故障處理的科學方式

為了維持繼電保護在電力系統中正常發揮作用，遇到繼電保護故障時必須要采取針對性措施處理。這樣才能讓繼電保護裝置的功能得到持續發揮，讓整個系統運行效率更加優越，使用時問更長久。具體故障處理方法包括以下幾點：

1）更新器件。用好的或認為正常的相同元件代替懷疑的或認為有故障的元件，來判斷它的好壞，可快速地縮小查找故障范圍。這是處理綜合自動化保護裝置內部故障最常用方法。當一些微機保護故障，或一些內部回路復雜的單元繼電器，可用附近備用或暫時處于檢修的插件、繼電器取代它。如故障消失，說明故障在換下來的元件內，否則還得繼續在其他地方查故障。

2）檢查接線。接線錯誤是造成繼電保護故障的常見因素，其不僅會影響到繼電裝置的正常運行，嚴重時會導致整個線路燒掉。處理故障中要根據線路原理圖，逐步查找線路的連接方式。

3）控制范嗣。處理繼電保護故障前要找準故障的具體位置，這時可以用“短接法”來判斷故障所存的位置。維修人員可以用一個連接線對某個階段的線路進行連接，通過開關控制調試展開故障維修。

4）視覺觀察。維修技術人員到達故障現場后，首先要做的事情則是觀察繼電保護裝置的外形狀況。如：線路連接、元件外形等，對于燒黑、燒焦、燒壞的元器件可直接更換處理。

5）參照法.通過正常與非正常設備的技術參數對照，從不同處找出不正常設備的故障點。此法主要用于查認為接線錯誤，定值校驗過程中發現測試值與預想值有較大出入又無法斷定原因之類的故障。在進行回路改造和設備更換后二次接線不能正確恢復時。可參照同類設備接線。在繼電器定值校驗時，如發現某一只繼電器測試值與其整定值相差甚遠，此時不可輕易判斷此繼電器特性不好。或馬上去調整繼電器上的刻度值，可用同只表計去測量其他相同回路的同類繼電器進行比較。

6）直觀法.處理一些無法用儀器逐點測試，或某一插件故障一時無備品更換，而又想將故障排除的情況。IOKV開關拒分或拒合故障處理。在操作命令下發后，觀察到合閘接觸器或跳閘線圈能動作，說明電氣回路正常，故障存在機構內部。到現場如直接觀察到繼電器內部明顯發黃，或哪個元器件發出濃烈的焦味等便可快速確認故障所在，更換損壞的元件即可.

5、結論

綜上所言：繼電保護裝置在電力系統運行中足不可缺少的保護裝置，其對于系統故障檢測有重要的實用價值。針對繼電保護出現的不同故障，及時做好處理工作是很重要的。

參考文獻：

[1]周進平.繼電保護裝置的運行原理探究【J】南京理工大學學報，2009，19（1 1）：29—31

[2]黃子軍.繼電保護的分類與常見故障形式分析【J】電力學報，2009.20（10）：17—18