發電廠繼電保護的故障診斷及解決辦法

李剛建

（四川廣安發電有限責任公司，四川廣安 638000）

科技的進步使對電力的需求變大，生活、工作中處處離不開電能源，對電能的需求量與日俱增。電廠作為向社會輸送電能的重要樞紐，承擔電力供電網絡的穩定與安全的責任。繼電器是電廠推動電力輸出的重要配套設施，優化配置是電廠的總機關，出現系統故障會對電力系統造成不可估量的損失，無法保證供電穩定。如何預判和處理繼電保護問題是電力系統當下需要不斷改進和更新的重要環節。

1 電廠繼電保護裝置的工作機制及作用

繼電保護在電力系統運行中的作用非常重要，電力系統出現區域故障問題，會啟動繼電保護裝置，保護此區域經過實時監測動作元件的狀態屬性及中間節點的正常與否調節開關量的變化，實現自動化精準定位與隔離故障區域，有效防止電力故障向周圍擴散，最大限度降低故障問題的損失性。

繼電保護裝置的功能不單一，能夠對安全隱患有一定提示預判的能力。電力系統的某一區域出現異常數據上報，繼電保護裝置會有預警報告，發送至企業端，提醒電廠相關人員對警報進行分析排查，查看故障是否準確，幫助企業提高安全性，將電路故障造成的損失降到最低。

實際情況中，繼電保護系統常會出現不容易被發現的故障問題，例如運行干擾故障、接地故障以及CT飽和故障等問題，無法進行預判。制止措施效果欠佳會造成繼電保護系統各項功能失控，危及電廠供電系統的正常運行及供電可靠性[1]。電力場所管理人員應權衡利弊，加強繼電保護故障診斷及處理，對社會有較高的現實意義。

2 電廠繼電保護的常見故障

2.1 內部故障

內部故障是電廠繼電保護裝置（系統）運行中出現較多的問題。電廠的繼電保護裝置組成構件種類雜、型號多，其主要組成電氣元器件是一個復合型和綜合型的保護器件。

電廠繼電保護莊主內部構成如圖1所示。

圖1 電廠繼電保護裝置內部構成

復雜的內部結構對繼電器保護裝置運維有一定負擔，存在相互連接的多種電元器件，繼電器的工作難度較高，導致區域故障頻率更高[2]。

在正常情況使用下，許多因素可導致繼電保護裝置受損害，例如一些人為不確定因素以及電子元件受一定使用期限的控制等，會對繼電保護裝置正常運行造成干擾。繼電保護裝置的元器件出現運行故障，繼電保護系統自身保護功能會削弱，這種類型的故障實際上是繼電保護內部故障。

2.2 外部故障

（1）TA飽和故障。

電廠的電力系統正常運作中，區域出現系統短路問題，會產生一種非正常的電流，稱為“非循環電流”，加速TA的形成時間，造成第二級別的電流靈敏程度，影響繼電保護裝置接收信號的反應力，出現拒動或延緩動作等現象。

（2）干擾故障。

電廠繼電保護裝置的保護動作的激發是依靠干擾源觸發警報信號，可實際掌握的干擾源不全面。如果存在無關信號干擾，會影響繼電保護裝置保護動作的準確性和執行力，造成對故障預警的錯誤報告，無法及時切斷故障區域線路。無關干擾信號可能會使繼電保護裝置執行誤動動作，對電力系統的正常運行產生不利的影響。

（3）接地故障。

①發電機轉子發生接地故障。

發電機組轉子在正常運行中不會有警報，只有接地情況出現警告信號發出的情況，停機檢查階段發現電路絕緣性較強，需要開啟電阻箱接地保護按鍵，檢查轉子接地保護器是否可以正常運轉。

②單相接地故障。

該故障主要表現為電氣量顯示異常，可以利用磁場與零序電場的工作原理判別故障位置。

3 電廠繼電保護故障的常用診斷方法

3.1 分析法

分析法適用于繼電保護系統在運行中發生重合閘故障問題時。在應用分析法診斷繼電保護故障中，技術人員應排查確定故障各個繼電保護系統部分的相應輸入量是否有異常，并與標準值進行對比分析。

經過有效比對實際輸入量和正常標準輸入量，能夠精準快速地確定其中存在異常的輸入量。判斷繼電保護系統異常輸入量出現的具體原因，采取切實有效的故障處理措施解決故障問題[3]。

3.2 電位變化法

在繼電保護系統中的二次回路上，無法保證相關參數保持不變，電流、電壓以及點位等相關參數變化常處于不穩定狀態。排查故障診斷人員在診斷與分析繼電保護故障問題期間，應考慮如何確定故障點，例如使用實時監測的方法與路徑相結合，實現故障位置確定。基于電位變化法的應用，通過逐步診斷與排查的方式縮小故障范圍、節約時間。

3.3 經驗判斷法

該種故障診斷方法對診斷人員技能經驗有一定要求，需要長時間積累經驗，準確診斷電廠繼電保護系統中的故障，診斷人員需要具備較高的專業技術，全面、準確地了解和掌握繼電保護系統的具體工作機制。在將經驗判斷法應用于實際繼電保護故障診斷中時，故障出現時需要診斷人員根據自身實踐方法全方位、多角度對各個相關繼電設備的整體工況進行了解，在此基礎上通過反復推敲逐步判斷故障的類型、具體位置以及故障的成因。經驗判斷法個人的主觀意識，導致故障診斷結果準確率較低，應培養診斷人員綜合專業知識，加強診斷能力的提升，以降低主觀判斷失誤問題的發生概率。

4 電廠繼電保護故障的有效處理對策

4.1 內部故障處理對策

電廠繼電保護系統內部元器件的主要作用是協助繼電保護裝置運行穩定，元器件出現故障問題，對繼電保護裝置以及整體電力系統產生影響。為了有效處理這類故障，應制定規范的定期排查和校驗制度。

（1）定期巡檢和檢查繼電保護裝置。

定期時間可根據實際相應縮小或增加，巡檢內容包括對電氣元件完整性檢查、電氣開關與指示燈狀態顯示正常性檢查以及電氣設備位置準確性排查等。檢查期間如果發現各類繼電保護裝置存在冒煙、發熱、外觀損壞或者其他異常情況時，必須及時解決，必要時可以進行更換，避免埋下安全隱患造成事故[4]。

（2）定期校驗繼電保護裝置性能。

主要查看繼電保護裝置靈敏性是否符合安裝時的要求，需要持續保持良好運行穩定性與安全性。繼電保護設備本身運行時間超過1年，需要縮短定期系統性排查和校驗的時間，排查保護線路與設備運行狀態，可以進行多次兩相試驗，檢測保護裝置性能等是否符合規定標準，進行仔細調整校核，必要時需要維修或更換繼電保護設備及配套元器件[5]。

4.2 外部故障處理對策

為了更好地處理干擾、CT飽和及接地等外部故障問題，衡量電力系統運行的可靠性與安全性外，采取科學合理的手段解決外部因素干擾。

（1）實時監測二次設備運行狀態。

針對CT飽和故障，觀察電流互感器設定數值變化，降低因負荷量增加或回路受阻面積過大，導致CT飽和故障發生，采取具有監控與保護作用的新型設備預防效率較高，結合實際情況合理調配電流互感器的規劃布置情況。

（2）有效處理電磁干擾故障。

降低電氣設備實際接地電阻能夠更高效地解決電磁干擾故障，或將電容接入高頻電纜，有效抑制電磁的產生。人為操作不規范是影響繼電保護裝置出現誤動或拒動情況發生的成因，在解決電磁干擾故障期間，應推薦經驗豐富、專業技術強人員負責安置，盡量避免因人為錯誤操作造成故障。

（3）仔細檢查轉子磁極外接情況。

仔細檢查轉子磁極外接情況，解決存在的連接松動問題，快速確定直流接地故障所在位置后實施切斷，盡量控制在3 s內。如果檢測工作環境濕度較大，必須先切斷室內控制電路供電源開關，有利于排查接地回路。

5 結語

綜上所述，繼電保護故障是決定電廠供電可靠性與安全性的重要措施，繼電保護裝置出現故障屬于常見現象，誘因較多。在實際的故障診斷中，借鑒靈活應用分析法、經驗判斷法以及電位變化法等方法，高效處理解決內外故障，保障繼電保護裝置，實現穩定安全為社會運輸電能。