電力系統繼電保護常見故障及對策

國網江蘇省電力有限公司昆山市供電分公司 周 程 王雨楊 任微逍

時代的進步，電力行業面臨著很多機遇與挑戰，電力系統正常穩定運營是促進時代快速發展的前提。繼電保護裝置對于電力系統來說至關重要，能夠推動社會發展。在新時期，電力系統面臨著擴建與重組，相關人員需要充分認識到繼電保護裝置的重要性，做好繼電保護常見故障排查，保證電力系統繼電裝置穩定性。

繼電保護系統在電力系統中處于重要位置，可以在很大程度上保證系統安全，如果電力系統在運行過程中出現故障，那么繼電保護裝置就會采取相應措施，在沒有中斷電力系統前提下排除系統中的故障，精準定位故障地點，將故障問題端口與整體設備開展分離處理，避免故障問題進一步擴散并發出警報，便于監控人員采取措施處理故障，保證電力系統安全性、保證對外供電不間斷，避免損傷電力設備，保證電力系統正常運轉。

1 繼電保護工作作用

電力系統結構十分龐大，運行情況過于復雜，對技術人員的技術水平要求較高，其中包含發電系統、輸電系統及配電系統，每個系統中的都包含著多個子系統。由于電力系統結構復雜，每個系統中的子系統對應相應的控制系統，借助控制系統保證各環節穩定運行，為電力系統穩定運行奠定基礎，提供居民用電質量。電力系統與其它系統不同，各組織元件都相互關聯。一旦保護機制不完善，如某個細微元件出現問題都會影響到整個電力系統，將會使整個系統陷入癱瘓的狀態。

電力系統中所包含的各個電力元件穩定性強，一旦某個環節出現故障，需要在最短時間內發現故障位置，采取相應措施處理，定期檢查與維修繼電保護設備，保證電力系統安全運行。現階段電力元件故障仍無法避免，維修人員需要具備較強的專業素質，在電力元件產生故障后要準確對故障點進行定位，及時排查與處理故障。一旦處理故障的速度慢，故障對其它設備與元件造成的影響就越大，給整個系統帶來二次傷害。元件故障的處理時常影響著元件，對元件破壞程度影響較大，如果處理的時間較長，速度越慢元件破損就越大。

繼電保護工作系統主要作用就是保證電力系統在運行過程出現故障或運行狀態異常時，可以根據固定的工藝智能識別系統識別系統中的故障，統計影響系統正常運營的因素、及時解決，同時還要收集數據，找到出現故障的原因、將其記錄到數據庫中，有針對性的進行改良，避免后續在出現這種情況。比較當前全部工作體系來說，繼電保護工作體系可以在短時間內找到出現故障的位置，有針對性的提出解決策略，避免電力系統出現安全故障，保證設備正常運營[1]。

總體來說其主要功能有：首先，可以對整個電力系統設備運行情況進行監控，收集各項動態參數，在設備出現問題時可以快速檢索相關數據，根據數據波動情況分析出現故障的原因，確定出現故障的元件，有針對性地進行改良或更新，保證工作系統安全穩定；其次，信息共享平臺可以將電氣設備各項指標反饋給工作人員，一旦指標出現異常或故障信號可立即報告給工作人員，保證工作人員能夠立即發現問題，采取科學的解決措施避免安全事故的發生；最后，還能夠加快設備自動化發展速度，繼電保護系統能夠遠程操控電力系統進行自動化生產，促進行業的快速發展。

2 電力系統繼電保護故障分析

2.1 源頭性故障

源頭性故障比較常見，主要就是軟件及硬件配置上的故障。如，繼電保護中電路一旦短路或接地將會影響到整個電力繼電保護裝置，影響到其它設備。并且一些繼電保護裝置中的硬件與軟件不符合國家有關規定，非常容易出現破損，這種損毀故障可以說是源頭性故障的一種，保護誤動和拒動是常見的兩種類型。

2.2 運行過程故障

通常是繼電保護裝置在正常運行時受到外界各類因素的影響，運行狀態開始波動、出現故障。一旦出現這類問題，雖然不會使整個系統出現嚴重故障，但會給繼電保護裝置性能帶來較大影響，繼電保護裝置性能低，降低電力系統安全性。如果電力系統出現故障，繼電保護裝置就很難發揮出優勢，將會出現嚴重后果。

2.3 電流互感器飽和故障

人們的經濟水平與生活方式相互關聯，生活水平質量的提高會加大居民用電總量，用電總量的增加給電力設備提出許多要求，這在無形之中給電力系統帶來挑戰。現階段，隨著負荷量的快速增長，繼電保護裝置故障發生幾率增多，時常出現電流互感器飽和問題。電流互感器根據用戶用電量的增加而開始達到飽和狀態，勵磁阻值也在慢慢變小、電流值開始增大，這使得檢測數據出現誤差，繼電保護裝置無法發揮出自身的作用。如果電流值互感器勵磁阻值抵抗力增強，勵磁電流將會逐漸變小，能夠在一定程度上減小誤差。導致電流互感飽和故障的主要原因就是電互感器飽和，電流量增大，數值誤差大，繼電保護裝置很難穩定運營[2]。

2.4 繼電保護系統出現的設備故障

繼電保護系統出現設備故障主要是因為設備安裝不合理，在安裝設備時沒有根據相關規定安裝，安裝存在疏漏，使得電力系統出現故障。從理論方面進行分析，在日常工作中保證繼電系統運行安全，保護裝置很少產生問題，出現的故障實例較少。一旦出現故障，大多為系統中的設備及裝置問題，之所以設備與裝置出現問題，主要是因為工作人員安裝設備時操作不符合規定，沒有關注繼電保護系統運行原理與各結構原理，設備安裝過程不仔細，導致系統在后續運行中性能不統一，不利于繼電保護裝置運行。

對于這種情況，維修人員采用的檢修方法十分相似，唯一不同的一點就是有著不同的供電負荷。繼電保護裝置中的各系統需要不同的電流與電壓負荷強度，而一旦系統中的每個環節強度不符合標準，就會影響到電力系統。負荷強度不穩定主要原因是由于沒有根據規定組裝元件、負荷量沒有達標所帶來的。

3 繼電保護故障處理方法的類型及繼電保護故障問題對策分析

3.1 經驗判斷方法

系統出現故障后，工作人員需要根據自身經驗準確定位與修復故障，根據自身經驗加強對繼電保護裝置的了解，對電力系統有一個全面、具體的了解，了解電力系統運行原理，增強自身判斷故障的能力，將經驗判斷法落實到實處。具有豐富經驗的工作人員當出現系統故障后，及時判斷現場情況，在維修時要避免故障部位給其它系統帶來影響，維修人員在了解故障后，可通過開關分閘的方式控制出現故障的部位。如果是開關分閘系統所產生的故障，需深入分析，在進行主觀分析與判斷后控制好開關分閘，合理控制故障，如果維修人員經驗與知識不豐富或判斷失誤，都無法及時處理故障。

3.2 分析法

分析法作為分析與判斷故障狀況以及原因的常用方法與經驗法類似，兩者唯一的不同就是經驗判斷主要注重技術人員的能力，而分析法注重故障現場實際情況。例如，重和閘出現問題，出現故障地點出現放電閉鎖現象，對于這一情況需要維修人員把控好總用電量，在此基礎上分析故障位置、找出原因。分析法還有一個最明顯的特征就是事后記錄性，在處理好故障部位后，需要維修人員將此次維修細節整理出來制作維修報告，為以后此類現象提供幫助。

3.3 發電機軸電流故障

繼電保護系統在運行時，一旦軸電流產生故障會影響到電流保護裝置，維修人員要根據實際情況選擇對應的維修方法與措施，定期檢查電流保護裝置，考察周邊環境，保證設備正常運行，可以采用接地與刷地的方式確定好地電位，使導軸承處在一個絕緣的狀態。當繼電保護裝置運行時，會給軸承絕緣設備造成不同程度的破壞，當絕緣材料逐漸失去作用后，大軸、軸承與接地刷相互摩擦、開始放電，導致設備出現故障。

對于這一問題，需要將適量的軸電流添加到大軸上，以此來起到保護軸電的作用。在將相關措施落實下去后，發電機軸承會產生和軸電對應的接地點，維修人員要對認真檢查系統，避免設備出現擋油圈脫落現象。擋油圈脫落會影響到大軸、使設備停止運行，因此可以判斷出故障出現的原因，要想防止這種情況，要注重設備的日常檢查，焊接加固擋油圈。

3.4 發電機轉子接地故障

電力系統如果運行中產生問題，轉子接地可以預警，這在一定程度上表明轉子回路上具有相應的接地保護措施，但卻容易產生重疊交流電壓，維修人員要密切關注這一情況，對轉子絕緣情況做好測量，減少其對系統帶來的影響，及時排查，保證轉子絕緣回路慢慢穩定。不僅要考慮內部問題，還要考慮外部因素，科學應用過流電限定保護技術，以便設備能夠安全運行。一旦設備超負荷保護系統會立即發出警報，便于工作人員立即維修，以便電力系統能夠正常運行，提高機電保護的穩定性。

圖1 發電機轉子接地保護模塊

3.5 分段處理措施

在清除電力系統繼電保護故障時，可以運用分段處理的方法來處理故障。在處理故障時，將相關設備的運行系統劃分為幾個組成部分，根據相應順序處理故障。以比較常見的回路故障處理為例，在繼電保護系統回路出現故障后，可以將系統回路進行分段處理，將其劃分成幾個檢測段，依次拆除各檢測段的回路，如果拆除完某一檢測段回路后系統開始正常運行，就可以判定該檢測段出現了回路故障，就不需要對后續檢測段進行處理，這在很大程度上節省了成本，保證故障檢測質量與效率。在分段處理繼電保護系統故障時，可以將定期檢查與不定期檢查結合起來，在日常檢測中能夠有計劃的檢測繼電保護系統故障，做好預防措施，避免故障的發生[3]。

3.6 運用自動化保護技術，加強技術創新

由于電線線路十分復雜，給管理帶來一定難度，這就需要加大自動化保護技術應用，注重技術創新，保證電力系統正常運行，以便用戶安全使用電氣。所以，智能變電站需要加大地上線路保護力度，科學運用繼電保護自動化技術來進行保護，開展相應保護措施，根據各線路接地方法與需求設計各類接地繼電保護自動系統，充分將自動技術的價值發揮出來，全面保障線路接地的安全性，促進電力系統的線路接地保護效果的提高。傳感器的設計需要運用雙重化網絡交換平臺，優化配置，保證各組件可靠性，保證系統正常運行。另外，可以通過減少互感器數量的方式來降低成本，給電力行業帶來更多效益。

今后，電力系統繼電保護裝置開始向著現代化、智能化方向前進，數字技術在智能網格中起著重要作用，電子式互感器的應用提高了工作效率與質量，調動了電力系統的發展。首先，信息收集方式變化較大，繼電保護裝置不斷增強，并且信息傳遞方法也有了很大變化，信息技術的應用加大了對多個項目的控制力度，便于信息傳遞，保證項目更快、更高效，提高了信息的真實性與準確性。

4 結語

加強電力系統繼電保護以及故障的檢測，做好日常繼電保護裝置故障檢測工作，及時發現問題及時處理。加強繼電保護以及故障檢測可以降低電能損耗率，改善電力系統結構，促進電力行業持續發展。通過運用現代先進技術保證電力系統安全穩定運行，促進社會快速發展。