電力系統繼電保護的故障及其處理策略研究

摘" 要：繼電保護是電力系統的重要組成部分之一，其主要功能是在電力系統發生故障時保護設備的安全，避免設備因受到故障的干擾而損壞，使電力系統穩定、可靠地運行。電力系統繼電保護故障將會影響電力供電的穩定性與可靠性，不利于電力企業的可持續發展，社會各個行業的發展建設也將會因此受到干擾，對此，深入分析了電力系統繼電保護常見故障類型，并提出了與之相對的解決策略，以期有效解決繼電保護故障問題。

[wl3]"關鍵詞：電力系統" 繼電保護" 故障" 處理措施

Fault and Handling Strategies of Power System Relay Protection

LI Boyu "WANG Shuyi"" SUN Haojun

Hubei University of Technology， Wuhan， Hubei Province， 430068 China

Abstract： Relay protection is one of the important components of the power system， its main function is to protect the safety of the equipment in the event of a power system fails， avoid equipment damage caused by the interference of the fault， and ensure the stable and reliable operation of the power system. Power system relay protection faults will affect the stability and reliability of power supply， which is not conducive to the sustainable development of power enterprises. The development and construction of various industries in society will also be affected as a result. In this regard， common types of relay protection faults in power systems are analyzed in depth， and corresponding solutions are proposed to effectively solve the problem of relay protection faults.

Key Words： Power system; Relay protection; Fault; Handling strategies

繼電保護裝置存在的意義就是保證電力系統安全供電，滿足各行各業的用電需求，該裝置在運行過程中可以及時識別和處理供電系統的各種異常情況，減少大規模停電事故的發生率。近年來，隨著我國城鎮化進程加快，城市電力系統也在積極改造升級，針對性的改造升級能夠進一步提升電力系統的穩定性，減少異常的發生率。但實際上，電力系統運行環境復雜，不可控因素多，因此，依然有許多故障隱患存在，做好故障分析，制定針對性的措施，解決故障，能夠保證電力系統穩定、可靠運行，其也是電力系統發展的關鍵課題。

1電力系統繼電保護概述

1.1繼電保護概念

電力是社會發展建設中不可或缺的能源資源，要想使電力資源得到更好的應用，就需要保證電力系統穩定、可靠的運行。但實際上，電力系統運行環境復雜多變，因受內外部因素的影響，電力設備可能會出現各種各樣的故障，導致電力系統難以穩定、可靠的運行。而在電力系統運行期間發生故障時，繼電保護裝置能夠及時響應，將故障與正常運行的部分切斷，避免電力系統的故障隱患進一步擴大，縮短故障時間，使電力系統的各類故障能夠在第一時間恢復。

1.2繼電保護的基本要求

電力系統中繼電保護的重要性不言而喻，其是維持電力系統穩定、可靠運行的前提條件，實際上，繼電保護要想在電力系統中充分發揮作用與價值，其應符合要下標準要求

1.2.1選擇性

電力系統運行期間存在有多種多樣的故障，這些故障發生的位置節點、時間等各不相同，繼電保護具備選擇性，在電力系統發生故障之后可以靈活響應，單獨將故障器件與能夠正常運行的器件切除，這樣可以保證正常運行的器件穩定運行，降低電力系統故障異常的影響范圍。

1.2.2及時性

供電系統的穩定、可靠運行與人們的生產、生活密切相關，一旦供電系統發生故障，各個行業的用電需求將難以得到有效滿足，人們的生產、生活也會受到影響。繼電保護裝置具備及時性的特點，在電力系統發生故障缺陷時能夠在最短的時間內響應，可以有效降低故障對電力系統的負面影響，使電力系統設備更好投入使用，滿足各個行業的生產生活需要。

1.2.3靈敏性

電力系統運行期間的故障類型多樣，與此同時故障發生的時間不確定，許多故障都是突發性的，繼電保護裝置在運行期間只有具備較強的靈敏性，在故障發生之后，能夠第一時間進行響應，將故障切斷，才能有效縮小故障的影響，使后期各類故障能夠更加妥善的處理和解決。

1.2.4可靠性

繼電保護裝置存在的意義就是為了保證電力系統穩定、可靠運行，在電力系統發生故障之后能夠及時響應，因此繼電保護裝置應是可靠的，其可靠性越高在電力系統發生故障后也能夠更好的發揮效用。

2電力系統繼電保護的常見故障類型

2.1欠電壓故障

欠電壓故障最為顯著性的特點就是電壓會在短時間內快速下降，這種故障發生的原因有很多，例如：電力系統運行期間電源存在故障、發電機運行時內部發生故障、變壓器接線出現故障等，這些問題都會導致電力系統的電壓下降。欠電壓故障會對電力系統的穩定、可靠運行產生干擾和影響，這種影響主要取決于電壓下降的幅度和持續時間，如果欠電壓故障的持續時間長，電壓在短時間內快速下降，各項電力設備無法正常運行，電力負荷會大幅度下降、電網的穩定性差。欠電壓故障會對電力系統的多個設備產生干擾，及時快速處理這一類故障，才能使電力系統更加穩定、可靠地運行。

2.2過電壓故障

過電壓故障是電力系統運行期間內部所需要的電壓超過各項設備所能夠承載的負荷而導致的故障。過電壓故障發生的主要原因集中在以下方面。（1）電力系統在運行期間突然失去負載，其可能是全部或部分負載消失，這種情況下設備難以穩定控制電壓，就容易出現過電壓現象。（2）過電流消失，電力系統運行期間，如果出現故障異常，繼電保護裝置通常會啟動響應，在響應之后可能會對電力系統的電流造成一定的干擾，電流可能出現短暫消失的情況，這樣也會導致電壓瞬時升高，超過額定負荷。（3）放電過電壓。電力系統運行環境復雜，在諸多極端天氣狀況下電力系統依然需要運行，此時變壓器及其他儀器設備受到外界因素的干擾可能會出現放電、擊穿等故障，這樣也容易出現過電壓。

過電壓故障發生之后，電壓將會超過系統承受的范圍，系統設備在高強度電壓的刺激之下容易出現故障。雖然過電壓持續時間并不長，但是其所攜帶的電壓能量巨大，將會給系統帶來巨大的損傷。例如：在電力系統運行期間，一條220 kV的高壓線路可能會因外部閃電干擾而導致過電壓故障發生，瞬時電壓遠高于系統的額定電壓標準，若電力系統的繼電保護裝置靈敏性、及時性不足、響應不夠及時，則會導致電力系統的各項設備暴露在風險之中，各種元器件可能會因此損壞。

2.3短路故障

短路也是電力系統運行時的常見故障之一。導致短路故障發生的原因多種多樣，例如：因系統內部零部件發生故障而引起的短路故障，電力系統各項設備長時間在復雜的環境中運行了不同程度的損傷、老化等情況；人為破壞也會引發短路故障，電力系統運行時操作不當、維護措施應用不合理等也可能會引發故障；自然環境因素也可能會導致短路故障，如雷擊、惡劣天氣導致電線桿倒塌、電力線路被破壞等均會引發短路故障。

短路故障發生之后，電路無法穩定運行，電流將會在瞬間快速增大，線路的負載超過額定值，將會導致線路或設備出現明顯損壞等不良情況。短路發生后，電力系統內部的各個零部件電壓降低，設備發生故障。短路故障的持續時間并不長，但是其危害面相對來說是比較廣的，與短路故障有關聯的各個設備都難以正常運行。

3 電力系統繼電保護問題與處理策略

3.1誤動作問題產生原因與處理策略

誤動作的發生與電力系統不穩定有著極為密切的關聯，例如：電力系統內部的電壓和電流不穩定，突然發生異常，繼電保護裝置感應到異常之后就會動作，但實際上這種不穩定并非是故障，沒有對電力系統的運行產生任何影響。又如：保護裝置的軟硬件出現異常故障或安全隱患，在繼電保護裝置運行時給出錯誤指令，這也會導致誤操作問題發生。此外，環境溫濕度突然出現異常變化，也可能會引發誤動作。

針對誤動作問題，要采取以下針對性的解決措施。（1）在電力系統運行期間要加強檢修管理，每日做好系統運行檢查工作，查看是否存在故障和缺陷，如果發現有隱患要及時處理。（2）要積極對繼電保護裝置進行優化設計，降低軟硬件運行期間錯誤指令發出的比例，能夠及時發現并解決電力質量問題，并及時對電壓、電流的參數進行調整，讓其始終處于合理可控的范圍內。（3）加強環境保護措施，針對電力系統的運行環境，要密切監督是否存在異常情況，若發現電力系統運行的環境不穩定，則要了解導致環境不穩定的原因，并積極采取措施進行優化，保證繼電保護能夠充分發揮作用。

3.2誤判問題產生原因和處理策略

繼電保護裝置運行過程中出現誤判也會對電力系統的穩定、可靠運行產生干擾和影響。裝置出現誤判是由多種因素所引發的，例如：繼電保護裝置本身存在隱患和故障，各項參數沒有根據電力系統運行的實際情況進行靈活優化和調整；繼電保護裝置運行過程中，外部環境不夠理想，干擾因素比較多，如雷擊、電磁干擾等，這些問題均可能會對繼電保護裝置的穩定運行產生不良影響。

在解決誤判問題時，常用的處理措施有以下幾種。（1）針對保護裝置和保護設備工作人員要及時采取措施進行檢修處理，保證故障能夠第一時間消除。（2）合理設置好保護裝置參數，提升參數設置的精確性，促使繼電保護裝置能夠精確、靈敏地檢測相關故障。（3）可以在保護裝置的基礎之上，再增加一層或多層保護，這樣能夠有效提升系統的可靠性與安全性，使電力系統穩定運行。（4）可以定期對保護裝置進行檢測和維護，保證各類潛藏隱患能夠及時被解決。

3.3反應速度問題產生原因和處理策略

繼電保護裝置運行過程中靈敏性越高、響應速度越快，在電力系統發生故障時繼電保護裝置所產生的作用與價值也就越顯著。繼電保護裝置反應速度不佳，導致其難以在電力系統發生故障之后及時響應，可能會導致電力系統的故障進一步蔓延擴大。實際運行過程中，繼電保護裝置反應速度出現問題多是因裝置本身存在缺陷而引發的，例如：繼電保護裝置使用年限比較長，裝置的靈敏性下降，就會導致其響應時間延長，反應速度不佳。

在解決反應速度故障問題時，應做好以下幾個方面。（1）要合理選擇繼電保護的參數，通過調整動作特性曲線解決好相關問題。（2）針對動作時間不穩定的情況，工作人員要加強監督和管理，可以通過與時鐘同步的方式，提高動作時間的穩定性；還可以借助軟硬件濾波等方式解決問題。（3）如果動作時間存在誤差或不準確的問題，可以嘗試采用高精度的計時器、傳感器，最大限度地提高繼電保護的精度和可靠性。

4 結語

綜上所述，繼電保護對電力系統穩定、可靠運行影響巨大，其多方面特性能夠有效保護電力系統，但是繼電保護裝置在運行期間因受內外部環境因素的影響而容易出現多種故障隱患。本文對繼電保護的概念、基本應用要求、常見故障類型等進行了分析，并探討了解決繼電保護故障的有效策略，能夠從根本上降低故障的發生率，保障電力系統安全、穩定運行，優化電力能源供應效果。

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