電力系統繼電保護動作故障研究

鄒運 陳士剛 盛耀龍 劉美燕

摘 要：在繼電保護系統正常運行的過程中可以為電力系統提供有效的保護，分析繼電保護系統運行過程中發生故障的原因以及尋求解決的方法是當前繼電保護系統開發過程中的一個重點。更好的發揮繼電保護系統發現故障和應對故障的功能，能為電力系統的安全穩定運行提供技術上的保障，在提高電力系統運行過程中經濟效益的同時也使電力系統能夠更好的履行為用戶提供高效供電服務的職責。本文對電力系統繼電保護動作進行了簡要分析。

關鍵詞：電力系統;繼電保護;故障

1繼電保護的基本要求

電力系統的繼電保護中有許多的運行要求，其基本的運行要求主要有選擇性和速動性。所謂繼電保護的選擇性，就是指繼電保護系統在電路出現故障時，能夠進行選擇性的判斷，找出故障所在，并對其進行切斷。繼電保護的選擇性能夠確保出現故障的電路部位停止工作，防止由于故障部位對電路其他部分的運行造成損害。所謂繼電保護的速動性，就是指繼電保護系統在電路出現故障時，能夠快速的找出故障位置，及時的對故障部位進行切換，從而在最大程度上減少電路故障部位對整個電路帶來的損失。但是，由于電路系統的復雜性，使得繼電保護裝置在一些情況下很難對故障部位進行準確的判斷，從而影響了電路的穩定性和安全運行，所以需要對繼電保護裝置進行進一步的改進，使之能夠解決更加復雜的電路系統故障問題。

2電力系統繼電保護動作故障

2.1電流互感器飽和

近幾年隨著電力需求的增加供電系統的規模也在不斷的擴大。在如此龐大的供電系統中，低壓配電系統短路時的電流不斷增大，容易造成電流互感器變比誤差增加，電流速斷保護的靈敏度也會相應的降低，從而導致拒動。由于電流互感器飽和，定時限過流保護裝置也會產生拒動。這樣就需要主變壓器后備保護來切除故障設備，拖延了故障反應的時間，容易造成故障影響的范圍擴大。如果配電所的過流保護拒動則將影響整個配電所工作的正常進行。

2.2不同類型的磁場干擾

常見的環境干擾主要分為靜電干擾、輻射干擾、高頻干擾、雷擊干擾等。其中雷電干擾對繼電保護裝置正常運行的影響最大，在工廠的電氣設備運行過程中，繼電保護裝置到高阻抗設備，比如避雷針、接地保護裝置等受到雷擊后，電網系統會承受較高強度的高頻電流，一方面會導致電氣設備的損壞，控制回路異常，另一方面會造成繼電保護裝置誤動作的發生。其次是高頻電流的干擾，在對電氣系統的隔離開關進行操作時，容易在一瞬間產生接觸電弧，從而導致高頻電流的出現。這些高頻電流在流經輸電設備等電氣設備時，會在母線周圍形成高強度的磁場和電場，對二次電流回路，以及相關電氣設備的運行造成干擾，導致繼電保護裝置的誤動作。另外隨著無線通訊技術的不斷發展，對講機、手機、電腦等信號傳輸設備的使用不斷增加，這些設備在使用過程中，也會對電氣設備周邊的磁場和輻射電場產生影響。無線通訊設備的使用會干擾到繼電保護設備周邊的磁場電場，產生的高頻電壓會在周邊形成假信號源，繼電保護裝置會識別為錯誤指令進而造成誤動作的發生。除此之外，在干燥環境中，靜電的產生也會造成繼電保護裝置設備電氣元件的運行故障。

2.3二次回路絕緣故障原因分析

在電氣設備運行的過程中，二次回路絕緣故障是引發電氣設備繼電保護誤動作的主要原因之一。導致絕緣故障的常見原因有電纜質量較差或使用環境不當、施工不規范、線路老化破損等。如在某工廠廠用變電所的變壓器運行過程中，在電氣設備沒有出現運行故障的情況下繼電保護的差動保護發生誤動作。通過對相關設備拆解后發現，差動保護裝置的電纜穿管位置密封失效，積水進人開關端子箱內部，端子箱內部的二次回路電纜形成接地，絕緣為零，造成B相差動回路CT二次側短接，在繼電器中產生差流，造成保護裝置的誤動作。

2.4開關設備故障

開關設備是電力系統繼電保護裝置的重要組成，與電力系統的運行狀況有著緊密關系。目前我國電力配電網絡通常將配電變壓器電力輸送模式運用過來，這樣電力輸送主要控制模塊即為變電站開關。部分變電站開關站的自動化控制尚未實現，這樣繼電保護設備的主要部分為負荷開關，導致開關設備運行故障風險大大增加。

3電力系統繼電保護動作故障的預防措施

3.1避免電流互感器飽和

避免電流互感器飽和首先要從電流互感器的變比入手。電流互感器要根據線路保護的最大通過電流選擇變比，盡量選擇變比較大的電流互感器，這樣設備不容易飽和。其次要減少電流互感器二次負載阻抗。保護和計量不能共用電流互感器，同時適當縮減電纜的長度、大截面來減少負載阻抗。最后要遵守速斷保護原則。一旦電流超過規定的可靠系數值就要立即實施斷電保護。使短路時電流互感器能夠感應到較多的電流，從而避免電流互感器飽和。

3.2優化繼電保護設備性能與靈敏度

繼電保護裝置的性能、靈敏度在很大程度上決定了其在參與繼電保護工作時所能達到的效果，所以，技術人員需要針對繼電保護裝置的多項性能進行測試，并針對性制定措施予以彌補，以提升繼電保護可靠性。此外，要想借助繼電保護裝置來控制電力系統發生二次事故的概率，技術人員還需嘗試將備用電源自動投入裝置加入到繼電保護裝置中。

3.3二次回路絕緣差問題預防

首先，對于需要波切的電纜，要避免形成對線芯的損害，同時要保留線路的絕緣層，確保各層線路之間具有良好的絕緣。其次，在電纜的終端，應該用熱縮套或者絕緣材料進行包扎，避免漏電。對于需要在地下經過的電纜，外面應套裝塑料管，暴露在室外的電纜，需要在外面加裝設備管，進行防曬防水保護。同時要對穿管的管口位置進行良好的密封保護。另外，在對二次回路電纜進行大修投入使用之前以及每年的定期檢修時，需安重點做好二次回路的絕緣檢查，可以借助搖表等專業工具分別測試各新線的對地絕緣，以及不同芯線之間的絕緣，及時發現二次回路電纜可能存在的絕緣破壞情況并進行處理。除此之外，要做好電纜質量審核檢驗，從電纜采購、存放、使用試驗等各個環節進行檢查監督，確保電纜絕緣水平合格，出現絕緣能力不足的情況要及時處理。

3.4加強對抗電磁的受干擾能力

在電力系統中，為了確保繼電保護動作的順利運行，減少故障發生的可能性降低事故的發生率，就必須要安裝一些防護設備，這樣可以減少外界的干擾。同時，還要適當的優化這些設備，最好是提高元件的質量，使其可以發揮出應有的作用。此外，當母線路在失去壓力之后，采取低電壓保護動作，對母線的電容器進行處理，確保它可以及時的跳開。同時，在電路分段處理的時候，需要自投在線路故障上，針對分段失敗之后的問題，對其進行相應的檢修之后，才能確保它可以恢復到一個比較正常的狀態。最后，在處理的過程中，要及時發現電力系統中存在的各種安全隱患，并記錄下相應的時間和保護裝置的內容等，在試運行之后，才可以啟動系統。

4結束語

電力系統的繼電保護是個重要的過程，結合當前管理中存在的各種問題，在后續繼電保護管理中要做好事故分析工作。結合系統的應用類型和實際要求等可知，如何實現保護設計是關鍵，要認清事故的種類和原因，明確處理思路和技術，保證事故在第一時間得到處理。

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