電力系統繼電保護常見故障與對策分析

苗雨

國網山東省電力公司平原縣供電公司， 山東德州 ?253100

摘要：近年來，我國的電力工程建設的發展迅速，繼電保護是電力系統的重要組成部分，繼電保護系統在運行中發生故障，會給電力系統的安全穩定運行造成影響。因此，生產運行管理中可以通過對典型的、常見的繼電保護故障進行分析探討，舉一反三，并采取有效的處理對策和預防措施，提升電力系統的安全性和穩定性。

關鍵詞：電力系統繼電保護;常見故障;對策分析

引言

自我國提出智能電網建設指導意見后，智能電網獲得了高速發展，各種新技術、新設備如雨后春筍般出現，應用于智能電網領域。繼電保護技術在國家電網結構建設和功能優化等方面發揮著重要作用，逐漸復雜的電網結構對繼電保護技術提出了更高的要求和挑戰，新型計算機技術、傳感器技術、光纖通信技術等的應用給繼電保護發展注入了新鮮血液，使其具有廣闊的發展空間，為了更好的服務我國智能電網的建設，加強繼電保護技術研究工作具有十分重要的意義。

1電力系統繼電保護的概念與作用

1.1 繼電保護的基本內涵

繼電保護包含繼電保護技術和繼電保護自動裝置。該項技術是一個完整的體系，它主要由電力系統故障分析、繼電保護原理及實現、繼電保護配置設計、繼電保護運行及維護等技術構成;繼電保護裝置是有效發揮繼電保護功能的關鍵一環，在電力系統運行設備產生異常或者出現故障時，能快速地分析故障的情況，及時有選擇性地動作，進而快速切除故障。

1.2 繼電保護所發揮的作用

繼電保護在電力系統發生內部故障或不正常運行狀態時，能夠智能識別電力系統本身的故障或危及安全運行的事件，根據故障的性質，在保護裝置可能實現的最短時間和最小范圍內，將運行的故障設備從系統中切除，或及時發出報警信號。具體而言，主要功能包括：（1）監控電力系統中設備的運行，當被保護的設備發生故障時，相應的繼電保護裝置迅速精確地給故障元件相關的斷路器設備發出跳閘指令，讓故障設備第一時間從電力系統中切除，將事故影響范圍降到最小，降低對電力系統安全穩定供電的影響。（2）科學智能傳達電氣設備各種不正常運行狀態，并根據不正常運行狀態和設備運維條件的迥異而發出相應的指令，警醒值班工作人員及時高效地采取相應的措施，或可由自動裝置自動進行相關的跳閘及控制。（3）實現對電力系統設備的自動化控制和遠程操作，以及對工業生產的自動控制。

2繼電保護面臨的機遇和挑戰

在我國大力支持智能電網建設的形勢下，繼電保護作為電網系統不可或缺的一部分，將面臨著嚴峻的挑戰和廣袤的機遇。智能電網建設中，繼電保護面臨大量的挑戰，如大電網、遠距離、交直流混合、超高壓電網、特高壓電網等互聯是其必經之路，這對繼電保護裝置的可靠性、安全性和兼容性提出了更高的要求;電網建設中使用大量的電力電子設備，它們使電網電流分布特征發生了無法預料的變化;繼電保護系統需要與電網控制策略相配合、協調等。與此同時，也給繼電保護帶來了機遇，智能電網的快速發展為繼電保護的研究提供了用武之地，促進構建電網實施動態監測系統，縮短數據更新間隔，也促進了實時、可靠的信息通信技術的發展，同時還帶動了局放監測、雷電監測、覆冰監測等多種系統和領域的發展。

3配電自動化與繼電保護在配電網故障處理中的應用

從前述分析可知，配電自動化與繼電保護能夠將配電網中的故障進行高效率和高質量的處理，因此在具體的工作中應該對配電自動化與繼電保護在故障處理中的具體功用進行簡要的闡述。當配電系統中存在故障和異常情況時，配電自動化與繼電保護系統將會自動找到出現故障和異常的區域并為管理人員提供詳細的信息，這樣相應維修人員就可以針對報警信息進行針對性修復，從而有效確保配電系統運行的安全性和可靠性。一旦配電系統中發生某些安全故障時，配電自動化系統能夠及時準確找到故障點所在區域，同時對于該區域實施有效隔離。在此基礎上，繼電保護裝置能夠使得故障電力設備快速脫離配電網，這樣就能夠有效確保電力設備安全性。但是受到故障位置差異的影響，配電自動化與繼電保護系統在故障處理時的方式有所差異，所以需要針對故障位置所在線路的具體類型來選擇對應的處理方式。某電力企業建設有138條10kV配電線路，總體長度達到2257.45km。經過該電力企業統計分析可知，2018年所有配電線路發生故障共723起，其中高故障率的線路達到了58條，這些線路年故障次數都在6次以上，跳閘的次數達到了636次，占到全年總跳閘的87.97%。一旦發生故障時站內的斷路器就會自行跳閘，在檢測到開關失電壓失電流的情況下會將開關跳開，此時站內對斷路器實施合閘，恢復開關和站內斷路器之間的正常供電。在實施故障點定位隔離后再將開關合閘，對于非故障區域恢復供電。

4繼電保護的常見故障類型和應對措施

4.1 電流互感器飽和引起的保護誤動

在最近若干年的電力生產中，出現過電流互感器在保護區外故障或大容量電動機啟動時，因流過電流互感器電流過大，造成電流互感器出現飽和，導致差動保護誤動作的事故。主要原因有：（1）電流互感器在設計選型上未選用容量足夠的保護級電流互感器。（2）在施工調試階段，電流互感器因安裝、調試等因素造成現場組別接線錯誤，導致差動保護選用計量級電流互感器。針對這一故障，應采取如下對策。首先，在設備選型上應進行電流互感器的核算，根據電力系統短路容量來合理選擇電流互感器的容量，滿足相關繼電保護裝置上下級整定配合和可靠性的要求。其次，在施工調試階段，應認真核對圖紙與現場實際接線情況，根據廠家提供的電流互感器銘牌及伏安特性報告，確認CT組別，防止差動保護電流互感器組別選擇不當。最后，還可以通過實測差動保護電流互感器CT10%誤差曲線查找最大短路電流下的允許阻抗與實測的二次交流負載阻抗進行比較，校核電流互感器在可能出現的最大穿越電流作用下，電流互感器是否會飽和以及差動保護是否會誤動作。

4.2 CT、PT接地問題引起保護誤動及拒動

所有互感器的二次繞組回路都必須有且只能有一點接地。現場由于等電位地網及二次回路接地不規范，二次電氣設備繁多且二次回路接線復雜，再加上電纜絕緣老化以及人為接線錯誤等因素，導致二次回路經常出現多點接地的安全隱患，在外部嚴重干擾情況下，出現繼電保護裝置誤動作或拒動的安全事故。如當PT二次回路出現多點接地，在一次系統出現接地故障的時候，因故障點電位及變壓器中性點電流的影響，造成保護裝置采樣到的二次電壓與實際故障相電壓不一致，對保護裝置的動作行為產生影響，出現保護拒動或者誤動的風險;當CT二次回路出現多點接地，當一次系統出現接地故障的時候，因二次電流回路存在分流，導致保護裝置采樣到的電流出現一定的偏差，對保護裝置的動作行為產生影響，出現保護拒動或者誤動的風險。為了提高繼電保護的可靠性，現場應加強對二次回路的檢查，嚴格按照相關的檢驗規程、規范進行檢驗，嚴禁出現少項、漏項的情況。同時，現場可通過二次回路的絕緣檢查，來排查CT、PT二次回路是否存在多點接地的安全隱患。

4.3分段處理措施

在進行電力系統繼電保護故障的清除處理時，還可以采用分段處理的方式進行故障處理。在進行繼電保護故障的處理時，可以將相關的設備運行系統劃分為兩個或兩個以上的組成部分，然后按照一定的順序展開相應的故障處理。以回路故障處理為例。當繼電保護系統的回路運行出現故障時，可以將系統回路人為的劃分為某幾個檢測段，然后依次對各檢測段的回路進行拆除，如果某一檢測段的回路拆除后，繼電保護系統能夠恢復正常運行，那么就可以判定回路故障就出現在該檢測段，則不需要對后續檢測段的回路進行拆除，大大節省了時間和人力，提高了故障檢測的效率。在進行繼電保護系統故障的分段處理時，可以將定期檢查與不定期檢查的檢測方式進行有效結合，在日常的工作中，有意識、有目的、有計劃的加強對繼電保護系統的故障檢測，做好事前預防工作，防范于未然。

結語

總而言之，隨著我國社會經濟的快速發展，電力需求量逐漸擴大，智能電網建設對我國經濟發展具有重要的意義，而繼電保護技術是智能電網安全穩定運行的排頭兵，是電網向智能化、數字化發展的基礎。因此，電力工作人員一定要認識到繼電保護的重要性，加強繼電保護技術的研究工作，為智能電網安全穩定運行提供基礎保障，促進智能電網健康可持續發展。

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