淺談高壓繼電保護系統的原理及其常見故障處理

王遜

【摘 ?要】電，是我國基礎設施建設中非常重要的基礎能源，關系到我國整體經濟的發展。電力系統安全穩定的運行有賴于繼電保護系統正確動作。對繼電保護專業技術人員而言，需要掌握電力系統基本知識，應用故障檢測及分析辦法，加強對繼電保護方面的維護，增強常見故障及時處置的能力，確保繼電保護系統始終處在安全穩定的狀態。

【關鍵詞】高壓繼電保護系統;原理及其常見故障處理

引言

科學技術的快速發展離不開電力行業的支持，同時電力行業在科學技術的大力配合下發展非常迅速。繼電器在現代工業生產中用途廣泛，作用類別也多種多樣。繼電保護系統成為了推進電力系統高效安全運行的關鍵裝置，需要廣大電力企業加以研究和應用。

1高壓繼電保護系統基本原理

在高壓電力系統當中，繼電保護基本原理為采用電氣測量器件檢測所有保護對象的電氣量，如頻率、電流和電壓等，并判斷這些電氣量的性質與狀態，將其作為繼電保護系統輸入量，采用邏輯運算的方法和整定值實施對比，再給出相應的邏輯信號用于判斷是否需要進行保護，同時向執行機構傳輸指令，最后由執行機構進行保護動作，如發出警報和跳閘。通過繼電保護，能對高壓電力系統實施動態監測與狀態信息實時顯示，對所有異常工況和信息進行預警，并切除系統中存在的故障，最終為正常供用電提供有效保障。通過實踐，繼電保護主要具有以下特點：1）可靠性良好，既不會發生誤動，也能有效防止拒動。2）在確定故障的具體位置后，確保保護動作只是在系統當中對故障進行切除，沒有故障的部分仍可以安全運行。3）在快速反應的基礎上對故障進行準確切除。

2高壓繼電保護系統常見故障

（1）越級跳閘。若某款電氣設備、某個線路存在故障，周邊的斷路器卻并未馬上跳閘、上級或是上上級斷路器跳閘甚至同時跳閘的時候，停電范圍也會隨即擴大。（2）控制回路故障。高壓繼電保護控制回路故障，屬于相對普遍的故障。該種故障可導致斷路器無法合閘、無法保持、無法跳閘甚至誤跳閘等對電氣設備運行相當不利的行為，干擾變電站設備的有序工作。（3）直流接地。通常，變電站內部的直流系統無法接地運行。考慮到直流電源有多個不同的分支，線路相對偏長，各種保護、自動化基本上是選擇直流電源。因此，直流接地相對來講也是十分常見的故障。如果直流系統出現一點接地，應馬上找到具體的故障點，防止造成更嚴重的結局。這是由于，直流系統一旦真的一點接地了，控制回路也將引起誤動甚至是拒動，有時兩點短路還將直接誘發電源開關出現跳開的情況。（4）微機保護裝置故障。結合微機繼電保護裝置的基本特征，微機保護裝置故障可能會有下列幾個不同的誘發因素：電源。輸出功率不足會，導致輸出電壓降低。如果電壓降低的太多明顯，電路基準值也將有所改變，甚至出現電路時間變短等諸多不同的問題，干擾邏輯配合。嚴重時，邏輯功能還將出現誤判。特別是事故出現時，出口、信號以及重動繼電器等均會動作，電源應當要有絕對的輸出功率。一旦現場真的有了事故，微機保護再也不能傳遞后臺信號，更不可能重合閘，我們需分析輸出功率是不是降低了。逆變電源，必須抓好現場管理。除了要定期檢驗，還應遵守行業的規程。干擾與絕緣，微機保護原本就缺乏較強的抗干擾性，對講機或是其他設備基本上都是在保護屏附近使用，這就可能導致邏輯元件出現明顯的誤動作。一般來說，很多微機保護裝置都裝配的有些集中，布線非常密集。使用時間久了，接線焊點可能會留下很多靜電或是塵埃，易搭建起導電通道，這也是繼電保護故障的高發地。

3高壓繼電保護系統常見故障處理方法

3.1加強事故診斷檢查

在高壓電力系統繼電保護裝置的事故檢查中，常用檢查方式有逆序檢查、順序檢查以及整組試驗檢查，具體如下：①逆序檢查方式指的是一項逆向思維檢查法，可對繼電保護裝置中的故障進行快速準確定位，根據微機所提供的信息，可能無法快速確定事故的發生原因，對此，可采用逆序檢查方式，采用逆向思維模式，從事故的發生開始逐層查找故障產生根源，有利于縮短故障診斷和處理所需時間。②順序檢查方式是一種比較常見的故障檢查法，其指的是應用試驗調試的方式，逐層往下查找故障的產生原因，這一檢查方式適用于微機保護拒動情況。③整組試驗法可以有效節約繼電保護事故的處理時間，這一檢查方式主要被應用于繼電保護裝置動作檢查中，可檢查出繼電保護裝置的動作是否符合正常運行要求，進而快速找出故障源。

3.2過熱和熔焊

高壓繼電器觸點的故障通常表現為觸點過熱、熔焊、機械損傷等情況。引起這些故障的主要因素有觸點彈性壓力不足、金屬表面發生氧化反應、觸點表面導電性灰塵較多、繼電器設計容量不足等;觸點在閉合時會引起較大的電弧效應，觸點動作時的跳動會引起熔焊。針對以上情況，合理的選擇繼電器型號適應使用工況和操作過程中的送電操作，均可在一定程度上消除觸點故障。

3.3設備與二次線路方面的故障與處理

高壓繼電保護系統由以下幾部分組成：電源、信息采集部分、通信部分、信號輸出部分。可采用如下措施進行處理：1）對系統的通信線路進行檢查，確認接地線接觸是否正常，并采用合理可行的措施排除干擾源，如使用鐵質外柜體，增大二次布線的有效安全距離，設置屏蔽層來消除內部干擾。2）對系統的電源部分進行檢查，確認模塊的其它部分是否完好。3）對零序、瓦斯和溫濕度等所有類型的二次線路進行檢查，確認接觸是否良好。4）利用鉗形表等儀器測定二次電壓及電流。5）通過對歷史記錄的查看確認輸出模塊是否處在正常的狀態。

3.4高壓繼電保護系統定期維護

在整個電力系統中，繼電保護裝置發揮著十分重要的作用，因此，必須加強繼電保護裝置定期維護管理，及時發現問題，并采取有效的解決策略，保證繼電保護裝置能夠在電力系統中正常運行，充分發揮其運行效益。在對繼電保護裝置進行定期維護管理過程中，不僅可以有效查找和解決各類故障問題，同時還能夠在事故發生前采取有效的防護策略，進而充分發揮繼電保護裝置的運行效益，促進電力行業穩定發展。另外，在對繼電保護裝置進行定期維護管理過程中，可深入了解各類元件的質量以及運行情況，準確把控設備的更新時間，延長設備使用壽命，避免由于元件故障而影響繼電保護裝置運行效果。

3.5微機保護故障處理

（1）微機故障信息，對技術沒有過高要求的故障易于排除。然而，有些故障可能沒有辦法憑我們的主觀經驗去排除。該情況下，我們需記錄好故障的基本特征，根據相應的技術手冊操作來找出故障的根源，及時排除。（2）屏背面設備通常為屏側面裝設端子排;門頭上安裝了工作電源以及操作電源小型斷路器，同時還包括小母線、蜂鳴器以及警鈴。（3）屏正面設備，其中上部需安裝機繼電保護裝置，中上部左或是偏下可以安裝信號、動作復歸按鈕。底端放置信號繼電器或是雙電源切換繼電器，另外再安裝必要的連接片或是信號燈。

結語

電力系統安全穩定的運行有賴于繼電保護系統正確動作。對繼電保護專業技術人員而言，需要掌握電力系統基本知識，應用故障檢測及分析辦法，加強對繼電保護方面的維護，增強常見故障及時處置的能力，確保繼電保護系統始終處在安全穩定的狀態。

參考文獻：

[1]錢森.對智能高壓電網繼電保護動態整定技術的幾點探討[J].電工文摘，2016（2）：57-59.

[2]李濟沅，倪臘琴，李莎，等.特高壓交流系統變壓器繼電保護配置與整定[J].電力建設，2015，36（8）：22-28.

[3]李靖宇，潘攀，李聰.基于黃驊港現場實際的高壓繼電保護系統[J].設備管理與維修，2014（S1）：125-130.

（作者單位：國網甘肅省電力公司酒泉供電公司）