電力系統繼電保護故障處理探討

何丹

摘 要：隨著我國經濟的快速發展與科學技術的不斷進步，我國電力系統行業得到了較好的發展，為人民的生產、日常生活提供了可靠的電力能源。在電力系統運行的過程中，繼電保護系統起著舉足輕重的作用，它直接關系著電力系統的安全穩定運行。繼電保護系統若出現故障會給電力系統帶來十分不利影響，因此了解繼電保護出現的常見問題，并針對這些問題提前制定好解決對策是十分必要的。

關鍵詞：繼電保護;故障處理

1 繼電保護在電力系統中的作用

1.1 保障電力系統的安全穩定

當被保護的電力系統設備出現故障時，保護該電力系統設備的繼電保護裝置會準確、迅速地發出命令使最近切除故障的斷路器跳閘，使故障設備能快速地從整個電力系統中剝離，以最大限度地減少對故障設備自身的損壞，同時也降低了對整個電力系統安全供電的影響。

1.2 提醒電力系統工作人員電力系統出現的不正常工作情況

繼電保護裝置監測到不正常工作的電氣設備，會將根據其不正常的工作情況及設備運行維護的不同發出相應的信號，從而方便值班人員進行及時處理，或由繼電保護裝置自動地進行調整，或由繼電保護裝置直接切除那些繼續運行會引起事故的電氣設備。反應不正常工作情況的繼電保護裝置允許帶一定的延時動作。

1.3對電力系統的運行進行監控

繼電保護不僅僅能反應和處理電力系統故障，同時也是一套監控電力系統正常運行的系統。因此繼電保護對整定電力系統的安全穩定運行有至關重要作用，繼電保護裝置作為電網安全穩定運行的最后一道防線，如果繼電保護裝置或其二次回路出現故障或者缺陷導致繼電保護裝置誤動或拒動，會導致越級跳閘，擴大電力事故范圍，大大地降低電力系統供電可靠性，進而影響電力系統的優質服務。

2 電力系統繼電保護中的常見故障

2.1 裝置元件老化損壞

每個繼電保護裝置都是由多個不同元件構成，每個元件的好壞、溫度、濕度都對保護裝置作用的發揮有十分重要的影響。首先，部分繼電保護裝置運行環境較差，保護裝置長期在過溫環境或者潮濕環境中運行，加速了裝置元件的老化損壞進而導致裝置出現故障。其次，由于繼電保護技改滯后等各種原因導致小部分繼電保護裝置超周期服役，使用時間過長導致裝置老化，影響裝置性能。

2.2 裝置自身存在缺陷

某些繼電保護裝置生產廠家部分批次的保護裝置由于在產品設計、制造、元器件選用等方面存在缺陷， 從而導致繼電保護裝置在運行過程中部分功能異常，給電網安全穩定運行帶來風險。如國電南自公司某批次保護裝置存在功能壓板投入后，由于開入回路失效，保護功能實際未投入的家族性缺陷等。

2.3 寄生回路

早期，由繼電保護設計不夠規范、二次設計人員水平不足或部分保護裝置自身功能欠缺，往往需要繼電保護檢修人員現場設計一些二次回路接線來實現特定的功能，這種情況下容易產生寄生回路。寄生回路的存在埋下了一些安全隱患，某些特定的情況下甚至會引起保護裝置的誤動。

2.4 易受干擾

繼電保護系統由大量電子元件構成，高度集成化且多為電磁敏感設備，易受到干擾的影響和危害。隨著電網規模日漸增大，繼電保護所受的干擾信號種類和數量日漸增多且更為復雜。若繼電保護裝置在運行中受到外界信號干擾水平超過了裝置邏輯元件允許的干擾水平時，系統邏輯可能判斷錯誤，導致保護裝置出現誤動或者拒動等各種異常現象，進而對整個系統的正常運行造成嚴重影響。

2.5 二次回路常見故障

2.5.1 電流互感器的二次回路故障

電流互感器二次回路由于觸點接觸不良、觸點損壞、室外端子受潮端子螺絲和墊片銹蝕嚴重、二次端子虛接或者由于檢修調試人員工作失誤忘記將電流回路端子連接片連好等原因，會造成電流互感器二次回路開路的情況，在開路點會產生極大的開路電壓，危機設備及人身安全。

2.5.2 電壓互感器的二次回路故障

電壓互感器二次回路中性點未接地、接地不良或二次回路多點接地，會造成電壓二次回路中性點電壓發生偏移，引起二次電壓異常，嚴重的會造成繼電保護不正確動作。

2.5.3 控制信號二次回路故障

控制回路接觸不良可能會引起本級保護跳閘命令執行不成功，使得上級保護越級跳閘，擴大事故范圍。信號回路接觸不良則可能使得保護裝置無法正確地監測設備狀態，影響電力工作人員正常工作。

3 繼電保護故障處理探討

3.1 替代法

當繼電保護裝置運行中出現故障時，繼電保護檢修人員根據裝置異常情況判斷出裝置哪個插件出了異常，然后用功能完好的插件來代替故障插件達到消除故障的效果。使用此方法需要注意的是處理過程中一定要關閉保護裝置的電源，更換故障插件后要檢查保護裝置運行情況，裝置功能完好才能再次投入運行。

3.2 拆除法

在繼電保護裝置停電狀態下，繼電保護檢修人員逐一拆除保護裝置所有二次回路，判斷從而查找到回路寄生點，之后通過改變接線方式來消除該寄生回路。

3.3模擬法

此方法用于裝置受干擾誤動后查找干擾源。相較于運行正常的保護裝置，模擬出誤動的保護裝置可能受到的更多的各種干擾，并觀察其在干擾下的裝置運行情況，逐一進行排查并找到真正的干擾源。

3.4 帶電測量法

在設備帶電運行情況下利用紅外測溫儀、萬用表、鉗形電流表等儀器查找故障點。針對電流互感器二次回路問題，可以用鉗形電流表測二次電流回路電流，也可以用紅外測溫儀測二次電流回路上各連接處溫度并結合電流端子的狀態進行判別;針對電壓互感器的二次回路問題，用萬用表量其中性線對地電壓及三相電壓，看其是否平衡;針對控制信號回路問題，用萬用表量其回路各接點對地電壓和接點之間電壓，查看各接點的導通情況。

3.5 停電測量法

在設備停電情況下利用萬用表、電流互感器測試儀等儀器查找故障點。針對電流互感器二次回路問題，用電流互感器測試儀測量其二次負擔進行判斷;針對電壓互感器的二次回路問題，用萬用表直接量其中性線對地是否導通良好;針對控制信號回路問題，用萬用表直接量其回路各接點間的導通情況。

4 預防繼電保護故障的有效措施

繼電保護是電力系統安全穩定運行的重要保障，因此必須十分重視繼電保護的運行狀態，并加強繼電保護的專業管理水平。一是加強繼電保護新投設備的全過程管理工作。繼電保護專業管理人員應全面參與繼電保護及安全自動裝置的前期規劃可研、工程設計、出廠聯調、施工審查、竣工驗收、工程投運、運維檢修、退役報廢等各個環節的保護管理工作，確保保護裝置及其二次回路能夠滿足繼電保護反事故措施、繼電保護精益化管理工作等要求，確保繼電保護裝置及其二次回路能零缺陷可靠地投入生產運行。二是加強繼電保護裝置的運維管理。首先保護裝置運維人員要重視對繼電保護裝置運行狀態的日常檢查工作，按上級要求有效地開展繼電保護專業化巡視工作，全面、系統地掌握所轄電網保護裝置運行情況，同時結合設備狀態評價開展繼電保護裝置檢修工作;其次要加強繼電保護設備運行環境管理，保護裝置性能易受所處的環境溫度、濕度影響，在保護控制室安裝空調、室外端子箱內加裝驅潮裝置可有效地改善保護裝置及其二次回路運行環境溫度和濕度，從而減輕保護裝置元件及二次回路老化受損程度。三是提高繼電保護檢修人員的專業素養。一方面要加強對繼電保護檢修人員繼電保護技術、規章制度的宣貫培訓，增強其理論基礎;另一方面要結合繼電保護事故處理、變電站二次設備技改、擴建等工作機會切實開展好現場技能培訓工作，提高繼電保護檢修人員現場工作能力。從理論與現場實踐兩方面全面提高繼電保護檢修人員專業素質水平，從而為快速有效地處理好繼電保護故障奠定好人員基礎。

5 結束語

繼電保護對整定電力系統的安全穩定運行有至關重要的作用。因此了解繼電保護的一些常見故障，并針對這些故障制定合理有效的預防和解決方案，以確保繼電保護裝置各項性能完好，進而提高電力系統供電可靠性，保障電力優質服務。

參考文獻：

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