電力系統繼電保護常見故障分析與處理措施

沈桂虎

（南瑞電力設計有限公司，江蘇 南京 211100）

現代社會用電需求的迅猛增加推動了電力行業快速發展，電力系統建設規模也不斷擴大，先進的電力技術及電力設備應用不斷增多，在提高電力系統運行效率的同時，對系統運行維護的要求也不斷提升。繼電保護裝置是維護電力系統穩定運行的關鍵裝置，能夠及時發現系統運行漏洞，并作出保護動作維護電力系統整體的穩定運行。

繼電保護一旦發生故障，則會極大地提升電力系統整體的運行風險。因此，需要相關技術人員加強對電力系統繼電保護常見故障的分析，在實際運行中能夠及時發現繼電保護故障，并做好相應的處理措施，加強對繼電保護的維護，從而確保電力系統平穩運行。

1 繼電保護裝置簡述

電力系統運行中，如果任何一個部件發生故障問題，則可能會引起系統內復雜多樣的電力設備發生安全風險，進而對系統運行安全造成嚴重威脅。繼電保護裝置能在電力系統運行中各部件發生故障問題時，及時將其進行隔離，在第一時間發出警報信息，同時對發電機、變壓器等重要電力設備作出有效的保護動作，避免故障問題影響系統整體運行，最大限度降低故障問題對電力系統運行的整體影響[1]。

在電力系統繼電保護中，繼電保護裝置如果發生誤動或拒動故障，不僅難以為系統運行提供有效保護，同時還可能導致電力系統中原本運行正常的設備或者輸電線路被切斷，從而導致電力系統崩潰，引發嚴重經濟損失。因此，加強對電力系統繼電保護裝置的檢查與維護，避免繼電保護故障的發生，是電力系統穩定運行的重要前提。

2 電力系統繼電保護常見故障

2.1 開關設備故障

繼電保護裝置的開關設備發生故障，則會直接影響其穩定工作。在電力系統中，如果繼電保護裝置工作中與其匹配情況存在問題，則會造成開關設備故障問題。在電力系統運行過程中，輸電線路發揮著輸送電力的關鍵作用，因此要求保證開關設備穩定[2]。但由于在實際工作中，部分開關設備還沒有實現自動化，導致經常出現設備超負荷運行的情況，對開關設備的穩定性也造成不良影響。引發開關設備故障的主要原因是由于設備的匹配度不足，在電力系統與繼電保護裝置的連接中，出現選擇的配電變壓器模板功能匹配適應度較低等問題。由于開關設備自動化水平低，造成開關超負荷，輸電量增大，進而加速設備老化引發故障問題。

2.2 電流互感器飽和故障

電力系統運行中，繼電保護裝置載荷不斷增加，當短路電流在系統中持續運行，會造成電力強度持續上升，電流互感器發生飽和故障，進而造成繼電保護電流互感飽和故障發生。如果短路故障發生在終端設備中，電流互感器誤差會同短路電流呈正比關系，在進行故障檢測過程中，由于電流極大地影響著裝置的敏感度，從而造成繼電保護裝置不能夠有效發出指令，及時作出有效的保護動作，最終引發一系列問題。

2.3 繼電保護設備電壓問題

通常情況下，在繼電保護裝置中，都包括了重合閘、無壓線路等組成部分，在主變電電壓側存在雙分支情況時，先要對電壓低壓一側和相鄰的主變電壓之間的關系進行判斷，如果小電源側投檢同期，大電源側投檢都沒有達到電力要求的情況，而且繼電保護裝置內的變壓器出現電力缺乏的問題，就要求其充電完畢后才可以啟動設備自投跳合開關，控制開關運行。但是，在繼電保護裝置中，常常發生充電容量沒有達到滿足要求時就已經自動投入使用的情況，從而引發了繼電保護的故障發生，影響其作用發揮。

2.4 元件損害故障

電力系統繼電保護裝置內部構造具有復雜性，是由多種電子元件復雜連接而成。在繼電保護裝置運行過程中，伴隨用電量不斷增加，互感器飽和問題出現，繼電保護設備的電力輸送量加大，導致其承擔的工作負荷越來越大，會對裝置內部的元件造成損害，導致其靈敏度大大降低，繼而影響其運行安全。相關人員在進行繼電保護裝置安裝工作中，需要將非常多種類及數量的元件以及一些配件進行安裝，在安裝作業中，如果不能對元件及相關配件進行嚴格的質量檢測，加強質量控制，就會在很大程度上增加裝置元件損害故障的發生率。在現階段實際工作中，電力系統繼電保護裝置元件損害故障發生的頻率較高，是影響繼電保護裝置作用發揮和電力系統運行安全穩定的重要因素。因此，加強對繼電保護裝置元件損害故障的處理，是保障電力系統運行安全的重要內容。

2.5 人為因素故障問題

電力系統繼電保護中，人為因素也是造成其故障產生的一個重要原因。在繼電保護裝置從設計到操作應用再到后期維護的全過程中，由于相關設計、操作、維護人員的自身專業能力與職業水平存在不足，不能及時發現繼電保護裝置設計操作過程中出現的問題，解決人為因素造成的故障問題，沒能及時有效做好繼電保護設備的維護，制定嚴格完善的設備維護與應對措施方案，從而造成了人為故障影響電力系統穩定運行。此外，對于一些如極端氣候造成的不可抗力因素引發的故障問題，如果相關管理人員不能及時做好有效的預防應對措施，也容易引發故障問題出現。

3 電力系統繼電保護常見故障處理措施

3.1 加強繼電保護裝置的日常維護措施

在電力系統繼電保護運行中，影響運行安全穩定的因素較多，因此需要相關管理人員在日常維護過程中，能夠制定詳細完善的維護與檢修計劃，確保繼電保護裝置穩定運行，同時能夠有效提高設備工作性能。在實際工作中，根據繼電保護裝置運行情況，針對性制定設備的清潔管理制度，包括對具體清潔范圍和清潔工作要同其他電氣設備保持適當距離等，避免發生短路對設備造成不良影響。同時，在繼電保護裝置實際運行中，管理人員還應當制定設備檢查方案，通過電位測量、符合檢測等加強對繼電保護裝置的綜合檢查，確保及時發現設備故障問題，并采取有效解決措施[3]。此外，還需要注意詳細記錄每次檢修與維護工作，為后續相關工作提供依據。

3.2 靈活運用繼電保護故障處理方法

當前，處理電力系統繼電保護故障的方法有很多，相關技術人員可以靈活采用各種處理方法，及時進行故障的排查與處理，維護電力系統運行安全。

一是參照處理法。運用參照處理法能夠有效分析繼電保護故障，但需要對各項相應數據進行全面對比分析，對工作人員要求更高。在具體運用中，通過借助相關設備，檢測獲取繼電保護裝置在運動過程中的數據并進行分析，從而及時分辨潛在故障，并作出針對性處理[4]。同時，在電力系統回路改造中還可以運用參照處理法，在改造過程中，如果二次接線的功能不能及時恢復正常，則可以通過參照處理法，進行系統故障部位的分辨，準確定位故障部位并進行處理，避免其他故障問題的產生。

二是對比處理法。該方法主要是通過對型號、規模相同的兩臺繼電保護裝置進行對比，從而找出設備發生故障的原因，再采取有效處理措施的一種方法。對比處理法更加直觀并且有效，對于解決繼電保護設備故障發揮重要作用。在電力系統繼電保護實際運行中，可以通過對比處理法直接確定繼電保護裝置故障發生的部位及原因，并且這種處理方法不需要對設備進行拆機檢修，就能夠定位故障位置，同時將潛在的故障風險準確辨認出來，及時做好相應的處理，有效避免了繼電保護裝置頻繁發生故障情況出現，穩定系統整體運行。

三是置換處理法。在繼電保護設備長期運行過程中，可能會出現某一類故障問題頻繁出現的情況，對電力系統的正常運行造成嚴重干擾。針對這一類故障問題，就可以采用置換處理方法進行解決。置換處理法主要是通過運用一臺運行正常的設備，去替換出現運行故障的設備[5]。從實際操作來看，置換處理法雖然不具有較高的技術含量，但卻能夠獲得比較滿意的處理結果，其在實際應用過程中具有較多的優勢，包括能夠及時找出繼電保護裝置存在的故障并進行處理，從而在最快的時間內解決繼電保護裝置運行故障的問題，同時有效降低工作人員的壓力，使其能夠有足夠的時間去解決出現故障問題的繼電保護裝置，進而維護電力系統整體的穩定運行。

四是分段處理法。該方法在繼電保護裝置故障處理中較為常用，主要是工作人員通過對設備進行分段式檢測，根據故障實際情況制定具有針對性處理方案，然后在對故障按照相應的處理順序進行處理的方法。同時，還可以對裝置內部發出的信號進行檢測，并根據其功能的差異，進行相應的分段處理，從而來提升繼電保護裝置故障分析與檢測的效率。在完成對設備的檢測后，工作人員還可以通過分析各項檢測數據之間的差異，確定不同的數據差異對故障發生的影響。然后，工作人員應當在相關檢測設備中接入負載，確定故障處理是否有效，保證電力系統能夠正常運行，避免不必要的風險問題發生。

3.3 加強檢修技術與改造技術措施應用

隨著現代科學技術的快速發展，電力行業相關技術水平也得到了迅猛提升，推動了整個行業的變革，無論是設備層面或者是技術層面，都發生了顯著的變化。對于繼電保護裝置故障的有效處理，運用相應的技術手段能夠大大提高處理效率。

一方面，加強對設備狀態檢修技術的應用。運用設備狀態檢修技術對繼電保護裝置進行檢修，能夠有效降低其運行過程中故障的發生率，為確保電力運行安全穩定提供重要保障，并且設備狀態檢修還可以為輸變電設備提供有效保護。維護人員運用設備狀態檢修技術，能夠實時監測電力系統設備運行情況，通過收集分析監測數據，確定設備運行狀態，并能夠對故障發生進行及時預警，從而有效降低了設備故障發生率。同時，通過設備狀態檢修，還可以確定合理的設備維護工作頻率，提高設備運行效率，延長設備的使用壽命。

另一方面，要加強對技術改造措施的應用。當前，電力行業信息技術和設備不斷更新，在繼電保護裝置故障處理中，對于發生較為嚴重的故障問題，通常一般簡單的處理措施不能解決問題，只有針對其則實際問題進行技術改造處理，通過對設備進行大規模的技術升級改造，才能夠有效解決設備存在的故障問題，進一步優化設備的運行，提高其工作效率。例如，在繼電保護裝置電流互感飽和器故障對系統運行的穩定性影響較大，通過運用新型電子式互感器進行技術改造處理，則可以有效解決這一問題。

3.4 加強對人為因素風險的控制

在電力系統繼電保護運行中，人為因素是造成設備故障的重要原因。因此，電力企業必須要重視加強對人為因素風險的控制。

一方面，電力公司應當制定完善的工作人員培訓體系，定期組織工作人員進行電力工程的相關培訓，并進行相關考核，提高工作人員的專業能力和獨立操作能力。將考核結果與績效掛鉤，提高工作人員學習培訓的自主性和積極性。加強對工作人員基本安全意識的提升，使其能夠充分了解繼電保護裝置，重視做好繼電保護裝置的日常護理，盡可能降低故障的發生[6]。

另一方面，制定完善的繼電保護裝置檢修制度，要求工作人員嚴格按照制度定期落實繼電保護裝置的檢查工作，定期排查裝置內部元件及線路運行的穩定性，消除運行故障隱患。尤其是加強對電流、電壓、電源中可能發生的故障問題進行檢修，確保繼電保護裝置運行的穩定性。此外，電力工作人員還需要加強工作認識，樹立科學的工作理念，不斷提升自身專業知識和操作能力，在面對繼電保護裝置故障問題時，能夠靈活運用各種處理方法，有效的解決故障問題，確保電力系統的穩定運行。

4 結語

總而言之，電力系統繼電保護是關系到電力運行安全與穩定的重要內容，其發生故障問題不僅會影響設備本身，對電力系統整體運行效率也具有直接影響。因此，在實際運行管理過程中，工作人員必須要重視排查繼電保護裝置故障問題，及時進行處理解決，從而確保電力系統能夠安全穩定運行。同時，這也是促進電力企業穩定發展，維護電力行業健康運行的重要基礎。