電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障分析及故障點(diǎn)查找方法探析

陳麗萍

佳木斯電業(yè)局繼電保護(hù)所， 黑龍江 佳木斯 154000

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障分析及故障點(diǎn)查找方法探析

陳麗萍

佳木斯電業(yè)局繼電保護(hù)所， 黑龍江 佳木斯 154000

伴隨著我國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)的不斷完善，繼電保護(hù)故障必將對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行產(chǎn)生更大的危害。因此，對(duì)繼電保護(hù)故障產(chǎn)生的原因加以分析，掌握相關(guān)故障的查找、處理方法成為擺在電力系統(tǒng)工作者面前重大而迫切的任務(wù)。

電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)故障；認(rèn)識(shí)；分析與查找；處理措施

在電網(wǎng)是否能夠穩(wěn)定運(yùn)行的問(wèn)題上，繼電保護(hù)系統(tǒng)所起的作用是極其重大的。作為電力系統(tǒng)中組成部分之一，繼電保護(hù)故障會(huì)給電網(wǎng)運(yùn)行帶來(lái)較大影響。因此，分析繼電保護(hù)故障原因，掌握故障查找方法，并對(duì)故障加以有效預(yù)防或及時(shí)處理，最終實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行目的，這無(wú)疑具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障的認(rèn)識(shí)

做為保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要手段，繼電保護(hù)系統(tǒng)自身如果出現(xiàn)故障，必然會(huì)導(dǎo)致較大面積的電力系統(tǒng)故障，造成更為嚴(yán)重的災(zāi)難性后果。繼電保護(hù)故障是引發(fā)電網(wǎng)系統(tǒng)崩潰的重要原因之一。在電力系統(tǒng)故障中，繼電保護(hù)故障歷來(lái)是人們關(guān)注的重點(diǎn)環(huán)節(jié)之一，特別是九六年美國(guó)西部大停電事故的發(fā)生，使得繼電保護(hù)故障越發(fā)為業(yè)內(nèi)人士所重視。

繼電保護(hù)系統(tǒng)是確保在相對(duì)不利的運(yùn)行環(huán)境或系統(tǒng)狀態(tài)下，電網(wǎng)能夠正確運(yùn)作、安全運(yùn)行的重要措施，所以它必須非?？煽壳夷苁冀K保持正確。也就是說(shuō)，在電力系統(tǒng)運(yùn)行、操作正常的情況下，繼電保護(hù)系統(tǒng)始終保持待命的不動(dòng)作狀態(tài)，一旦電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，又必須立即動(dòng)作，及時(shí)把故障區(qū)域從電力網(wǎng)絡(luò)出分離出來(lái)。

由于繼電保護(hù)設(shè)備大量地存在于電力系統(tǒng)之中，繼電保護(hù)系統(tǒng)必須持續(xù)保持高度的可靠性。但是，在電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行中，繼電保護(hù)系統(tǒng)要達(dá)到100%可靠是不現(xiàn)實(shí)的，國(guó)內(nèi)外電力故障史都表明，當(dāng)繼電保護(hù)系統(tǒng)發(fā)生故障，形成了不期望或不正確的動(dòng)作，必將對(duì)電網(wǎng)造成極大擾動(dòng)，并且由繼電保護(hù)故障發(fā)展開(kāi)來(lái)的電網(wǎng)故障將是一段時(shí)期內(nèi)造成大范圍電力系統(tǒng)故障的主要原因之一。

從國(guó)內(nèi)外歷次大停電事故分析中不難看出，電力系統(tǒng)大面積故障的發(fā)生通常都會(huì)有一定的發(fā)展過(guò)程：因?yàn)橐恍o(wú)法預(yù)知的事件使電力系統(tǒng)處于非正常的壓力狀態(tài)下，此時(shí)許多設(shè)備在系統(tǒng)中處于極限運(yùn)行狀態(tài)，無(wú)功電力處于短缺狀態(tài)，且發(fā)電儲(chǔ)備已然耗盡?；趯?duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀況的錯(cuò)誤估計(jì)，或是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備不合理運(yùn)用，運(yùn)行人員就可能對(duì)于電網(wǎng)運(yùn)行的狀態(tài)一無(wú)所知。在這種情況下，一旦某處發(fā)生故障必然會(huì)引起連鎖反應(yīng)形成較為嚴(yán)重的電力供應(yīng)事故。而在故障發(fā)生到最終切除的過(guò)程中，如果繼電保護(hù)系統(tǒng)存在故障而導(dǎo)致保護(hù)不動(dòng)作或誤動(dòng)作，就會(huì)導(dǎo)致較大面積的停電。因此，在電網(wǎng)運(yùn)行中，繼電保護(hù)系統(tǒng)起著十分重要的作用。當(dāng)繼電保護(hù)系統(tǒng)發(fā)生故障，由于再無(wú)電網(wǎng)控制措施必然會(huì)對(duì)電力安全供應(yīng)產(chǎn)生極大的影響，形成較大的事故。因此，對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)故障進(jìn)行研究和分析具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障的分析與查找

2.1 電位測(cè)量法查找故障點(diǎn)

當(dāng)發(fā)生繼電保護(hù)故障時(shí)，可通過(guò)對(duì)監(jiān)視二次回路各個(gè)節(jié)點(diǎn)直流電壓、電位變化來(lái)確定故障始于何處。這一方法主要用于檢查開(kāi)關(guān)控制回路中斷線(xiàn)、拒合、拒分、位置指示燈不亮等控制回路或信號(hào)回路中的故障。例如，在圖1、圖2系統(tǒng)中，當(dāng)斷路器在分閘位置，而控制室卻發(fā)出“控制回路斷線(xiàn)”光字牌。測(cè)量905回路對(duì)地電位為+110V，則說(shuō)明跳閘位置繼電器與HwJ合閘位置繼電器常閉接點(diǎn)均已接通，如在任一回路處測(cè)量對(duì)地電位皆為-110V，則證明TWJ跳閘位置的繼電器接點(diǎn)損壞，如任一路電位為+110V，假如7A4D77端子對(duì)地電位測(cè)量為4～110V，則可能是HQ跳閘線(xiàn)圈損壞或測(cè)量開(kāi)關(guān)DL輔助接點(diǎn)不通，再測(cè)量D7端子對(duì)地電位如果為－110V，則可初步判斷為此處連接線(xiàn)或開(kāi)關(guān)D常閉輔助接點(diǎn)不通，再檢查DL常閉輔助接點(diǎn)兩頭電位就可以判定是否為輔助接點(diǎn)問(wèn)題所引起的了。

圖1 斷路器控制回路原理（A相）

圖2 控制回路斷線(xiàn)信號(hào)回路圖

2.2 替代法查找故障點(diǎn)

為判斷懷疑有故障的元件或插件好壞，可用相同的正常元件或插件替代測(cè)試，這樣可以迅速縮小故障查找的范圍。這是處理保護(hù)裝置內(nèi)部故障最為常用的方法。當(dāng)繼電保護(hù)插件發(fā)生故障，或?qū)τ趦?nèi)部回路復(fù)雜的單元繼電器，用備件替代，如果故障消失，則說(shuō)明換下的元件是故障點(diǎn)。此方法在運(yùn)用中需注意：①首先要注意對(duì)運(yùn)行的插件或繼電器進(jìn)行替代時(shí)是否應(yīng)采取一定的措施，例如有的插件需要退出電源，縱聯(lián)保護(hù)需要退出對(duì)側(cè)保護(hù)等；②其次還要確認(rèn)替換插件內(nèi)的程序、跳線(xiàn)和定值芯片等是否一致，確認(rèn)無(wú)誤方可替換；③還要注意既使同一廠(chǎng)家的繼電產(chǎn)品，也應(yīng)通過(guò)外部加電壓確認(rèn)極性核后，再進(jìn)行替代和查找故障點(diǎn)工作。

2.3 短接斷開(kāi)法查找故障點(diǎn)

通過(guò)短接線(xiàn)的形式將電網(wǎng)回路的一段人為斷開(kāi)或短接，用以判斷故障點(diǎn)具體范圍，即判定故障點(diǎn)是否存在于短接線(xiàn)范圍內(nèi)，從而有效縮小故障查找范圍。這種方法多用于電氣閉鎖及刀閘操作、電流回路開(kāi)路、判斷輔助及轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、切換繼電器不動(dòng)作、切換把手的接點(diǎn)情況等。

2.4 直觀(guān)檢查法

在電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，如果看到有線(xiàn)頭脫落、線(xiàn)圈燒壞等直觀(guān)現(xiàn)象；以及出現(xiàn)故障后直觀(guān)觀(guān)察即看到那個(gè)元器件發(fā)出焦味或繼電器內(nèi)部明顯發(fā)黃，可迅速確認(rèn)故障點(diǎn)，更換損壞的元件即可?；蚴歉哳l通訊不正常，而結(jié)合濾波器上樁頭收對(duì)側(cè)卻正常，此時(shí)打開(kāi)結(jié)合濾波器準(zhǔn)備測(cè)量下樁頭，通常是高頻電纜接在濾波器內(nèi)的芯線(xiàn)斷線(xiàn)所致。此外，電網(wǎng)檢修人員改動(dòng)或運(yùn)行操作變動(dòng)了哪個(gè)部分而出現(xiàn)故障，可直接分析、檢查改動(dòng)或變動(dòng)環(huán)節(jié)存在問(wèn)題與否。操作斷路器命令下發(fā)后，跳閘線(xiàn)圈或合閘線(xiàn)圈正常動(dòng)作，則說(shuō)明電氣回路沒(méi)有問(wèn)題，故障可能在機(jī)構(gòu)內(nèi)部。

2.5 排查法查要故障點(diǎn)

就是說(shuō)從出現(xiàn)故障的錯(cuò)點(diǎn)開(kāi)始查找，直至檢測(cè)到出現(xiàn)正?，F(xiàn)象的位置，環(huán)相扣的查找，例如當(dāng)保護(hù)屏發(fā)出警信號(hào)或光字牌亮?xí)r，可從異常點(diǎn)為起始點(diǎn)循序排查，在排查過(guò)程中可結(jié)合電位測(cè)量法進(jìn)行故障點(diǎn)查找。當(dāng)然，也可在電路斷開(kāi)情況下，使用萬(wàn)用表電阻檔去排查。這個(gè)方法通常用在檢查刀閘操作控制回路、刀閘及斷路器的輔助接點(diǎn)、由繼電器和串接的一些接點(diǎn)組成的回路中的故障點(diǎn)。

2.6 帶負(fù)荷檢查法

帶負(fù)荷檢查是發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)交流回路故障的重要途徑。在采用這一方法時(shí)需要注意下面幾個(gè)環(huán)節(jié)：①參考對(duì)象要選擇好。如測(cè)量相位應(yīng)以A相母線(xiàn)電壓為參考電壓，如沒(méi)有電壓，選擇電流也可，但必須選擇同一參考點(diǎn)；②一次潮流走向必須要清楚。如果本開(kāi)關(guān)的不能作為參考，則應(yīng)選擇對(duì)側(cè)或者本側(cè)所對(duì)應(yīng)的串聯(lián)開(kāi)關(guān)或幾個(gè)斷路器潮流之和。同時(shí)還要注意所測(cè)二次電流電壓的大小、相位要與一次潮流相一致。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電力市場(chǎng)的發(fā)展在帶來(lái)明顯經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也對(duì)電力系統(tǒng)的安全提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。繼電保護(hù)故障帶來(lái)的系統(tǒng)安全性問(wèn)題越來(lái)越突出地顯現(xiàn)出來(lái)，如何對(duì)繼電保護(hù)故障進(jìn)行分析，并查找處理故障點(diǎn)，最大限度地避免或減少由故障而引發(fā)事故所帶來(lái)的不良后果，成為目前電力系統(tǒng)研究熱點(diǎn)問(wèn)題之一。

[1]權(quán)巍.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)問(wèn)題分析[J].中國(guó)電力教育,2010(4)

[2]周蘭,李福健.試析繼電保護(hù)故障分析系統(tǒng)的探究[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品, 2011（2）

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.23.057