淺析電網(wǎng)繼電保護(hù)故障及處理方法

丁 祥

（重慶水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，重慶 402160）

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要，大規(guī)模的電網(wǎng)的組網(wǎng)融合必然成為一種趨勢(shì)。高壓大容量電網(wǎng)為區(qū)域能源的合理化應(yīng)用配置，為整個(gè)電網(wǎng)穩(wěn)定性、可靠性帶來(lái)新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。 理論上講電網(wǎng)系統(tǒng)越大其供電可靠性受單一變化的影響就越小， 因此其可靠性也就越高。 而實(shí)際中，一旦電網(wǎng)出現(xiàn)崩潰其影響很大，而這其中繼電保護(hù)是電網(wǎng)安全的屏障， 但往往也是電網(wǎng)事故擴(kuò)大的根源。 因此做好繼電保護(hù)工作對(duì)于保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。

1 電網(wǎng)繼電保護(hù)的基本要求和作用

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)必須滿足以下四個(gè)性質(zhì)：安全性、選擇性、靈敏性、速動(dòng)性。 具體來(lái)講，其一，安全性，即當(dāng)電網(wǎng)的一部分發(fā)生故障時(shí)繼電保護(hù)裝置能及時(shí)發(fā)揮作用，將故障隔離。 其二，選擇性，即當(dāng)電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)能將且僅將故障部分隔離，以減小故障影響程度。 其三，靈敏性，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障，裝置能迅速進(jìn)行診斷并采取隔離措施；其四，速動(dòng)性，即電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)能第一時(shí)間切除故障，防止其對(duì)其余部分產(chǎn)生負(fù)面影響。繼電保護(hù)上述四大特性，實(shí)質(zhì)上就是當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)裝置能及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并將故障部位迅速隔離，以減少對(duì)其余正常部分的影響。

微機(jī)繼電保護(hù)具有以下幾個(gè)方面的作用：（1）微機(jī)繼電保護(hù)能實(shí)時(shí)監(jiān)控電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)。 正常運(yùn)行時(shí)，保護(hù)裝置處于監(jiān)視狀態(tài)，而一旦電網(wǎng)出現(xiàn)故障，能及時(shí)發(fā)出報(bào)警，提醒維修人員采取處理措施，或者自身采用相應(yīng)的處理措施。 （2）監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，為系統(tǒng)的科學(xué)合理調(diào)度提供依據(jù)。 繼電保護(hù)裝置不但能及時(shí)對(duì)故障發(fā)出報(bào)警信號(hào)， 而且能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)中各母段的電壓和電流，從而為運(yùn)行人員進(jìn)行電力系統(tǒng)調(diào)度提供依據(jù)。 （3）保證電網(wǎng)安全運(yùn)行。 當(dāng)在電網(wǎng)運(yùn)行的過(guò)程中某部分出現(xiàn)故障時(shí)，相應(yīng)位置的繼電保護(hù)能夠及時(shí)地將該部分進(jìn)行隔離， 從而使得電流不再?gòu)墓收喜课唤?jīng)過(guò)， 從而能夠降低故障部位對(duì)電網(wǎng)整體的影響，保證電網(wǎng)非故障部位的順利運(yùn)行。

2 電網(wǎng)繼電保護(hù)故障的類(lèi)型

2.1 接線錯(cuò)誤

接線錯(cuò)誤導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)。

2.2 定值的問(wèn)題

定值方面的問(wèn)題主要體現(xiàn)在整定計(jì)算、設(shè)備校驗(yàn)、裝置精度三個(gè)方面。 （1）定值整定計(jì)算錯(cuò)誤。 由于電力系統(tǒng)的器件的參數(shù)的標(biāo)稱值與實(shí)際值有出入， 因此在定值整定計(jì)算中難免出現(xiàn)用標(biāo)稱值算出的定值不準(zhǔn)確的情況。 （2）設(shè)備整定校驗(yàn)出現(xiàn)錯(cuò)誤。 繼電保護(hù)裝置應(yīng)定期進(jìn)行校驗(yàn)， 如果未校驗(yàn)可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。 除此之外如果校驗(yàn)過(guò)程中校驗(yàn)人員馬虎大意，看錯(cuò)位置、數(shù)據(jù)，未按標(biāo)準(zhǔn)對(duì)保護(hù)裝置復(fù)原，往往容易導(dǎo)致保護(hù)裝置誤動(dòng)和拒動(dòng)。（3）保護(hù)裝置精度不夠，微機(jī)繼電保護(hù)裝置都是電子器件，在運(yùn)行時(shí)受環(huán)境影響較大。加上裝置本身存在零漂和誤差，如果選用不當(dāng)或者使用不當(dāng)往往引起裝置本身出現(xiàn)問(wèn)題， 導(dǎo)致保護(hù)出現(xiàn)誤動(dòng)和拒動(dòng)。

2.3 回路絕緣的損壞

（1）在二次回路中不易檢查的接地點(diǎn)，比如光字牌的燈座接地比較常見(jiàn)，但此處的接地點(diǎn)不容易被發(fā)現(xiàn)。 （2）回路中出現(xiàn)接地易引起開(kāi)關(guān)跳閘。 （3）絕緣擊穿造成的跳閘。

2.4 裝置元器件的損壞

（1）三極管漏電流過(guò)大導(dǎo)致誤發(fā)信號(hào)。 （2）擊穿三極管導(dǎo)致保護(hù)出口動(dòng)作。

2.5 抗干擾性能差

在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，普遍存在沖擊負(fù)荷干擾、操作干擾、直流回路接地干擾、變壓器勵(lì)磁涌流干擾、系統(tǒng)和設(shè)備故障干擾等干擾，必須采取抗干擾措施解決這些問(wèn)題。

2.6 電流互感器、電壓互感器及二次回路的問(wèn)題

（1）電流互感器TA 二次的問(wèn)題：1）電流互感器TA 二次開(kāi)路造成保護(hù)裝置死機(jī)；2）電流互感器TA 端子松動(dòng)，使得母差保護(hù)不平衡電流超標(biāo)。

（2）電壓互感器TV 二次的問(wèn)題：1）電壓互感器TV 二次開(kāi)路故障；2）電壓互感器TV 二次短路故障。

2.7 誤碰與誤操作的問(wèn)題

（1）繼電保護(hù)裝置帶電熱插拔，往往容易導(dǎo)致保護(hù)裝置邏輯混亂，使保護(hù)裝置出口誤動(dòng)作。 （2）帶電處理事故往往會(huì)導(dǎo)致電源插件燒壞， 工作人員往往為了圖省事而在電源插件板帶電情況下拔出插件， 往往因?yàn)榘纬鲞^(guò)程中產(chǎn)生的火花而使電源插件燒壞。

2.8 工作電源的問(wèn)題

（1）工作電源引起保護(hù)裝置誤動(dòng)：1）當(dāng)逆變穩(wěn)壓電源的波紋系數(shù)過(guò)高時(shí)，往往會(huì)導(dǎo)致裝置產(chǎn)生錯(cuò)誤邏輯，從而導(dǎo)致保護(hù)裝置誤動(dòng)，因此穩(wěn)壓電源的紋波系數(shù)要控制在一定范圍內(nèi)。2）工作電源的輸出功率不足。 若工作電源的功率不足，將導(dǎo)致輸出電壓下降，當(dāng)電壓下降到一定程度時(shí)，將導(dǎo)致電路基準(zhǔn)值、電路充電時(shí)間等發(fā)生變化，邏輯配合和判斷出現(xiàn)問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致保護(hù)裝置拒動(dòng)。 3）穩(wěn)壓性能差。 電壓過(guò)低或過(guò)高都會(huì)影響保護(hù)性能。

（2）直流電源充電設(shè)備的濾波性能，往往決定了供電電源的穩(wěn)定性。 若濾波性能不足，則往往會(huì)引起紋波系數(shù)超標(biāo)。

（3）在以UPS 供電的電源中應(yīng)首先考慮UPS 電源的容量和帶負(fù)荷能力，以及相應(yīng)的電池備用容量等。

（4）熔斷器配置問(wèn)題。 熔斷器配置應(yīng)遵循從負(fù)荷到電源一級(jí)比一級(jí)熔斷電流大的原則以保證回路上過(guò)載或短路時(shí)熔絲的選擇性。 若不按此原則配置則往往會(huì)造成熔斷器越級(jí)熔斷。

3 電網(wǎng)繼電保護(hù)故障處理方法及應(yīng)用

3.1 實(shí)際中若繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)故障應(yīng)及時(shí)處理，并遵循以下原則：

（1）沉著冷靜，不急不慌。 當(dāng)保護(hù)裝置出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，應(yīng)沉著應(yīng)對(duì)，做到不急不慌。繼電保護(hù)問(wèn)題是關(guān)系到電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的大問(wèn)題，因此在處理問(wèn)題時(shí)應(yīng)首先掌握第一手資料，詳細(xì)分析后再做處理，切不可手忙腳亂。 在整個(gè)電網(wǎng)電氣設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程中，整套繼電保護(hù)的連接片都要根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行方式的變化而采取相應(yīng)的投、退處理。

（2）微機(jī)繼保裝置能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)運(yùn)行狀況，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)應(yīng)首先觀察后臺(tái)系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的監(jiān)視運(yùn)行情況， 進(jìn)而快速判斷出大致的故障線路和保護(hù)動(dòng)作情況。 同時(shí)10kv 以上系統(tǒng)往往配置有故障錄波裝置， 故障發(fā)生后可以通過(guò)調(diào)取故障后的波形來(lái)找到和分析故障原因。

3.2 工作現(xiàn)場(chǎng)中常用的繼電保護(hù)故障處理方法：

（1）電位測(cè)量法。 電位測(cè)量法主要針對(duì)帶電檢查故障，這種方法也是目前處理控制回路故障時(shí)最常用的方法之一。 首先我們應(yīng)找到控制回路的二次原理圖，根據(jù)控制回路原理圖，從正極逐點(diǎn)量取電壓，或者從負(fù)極逐點(diǎn)量取各點(diǎn)電壓，進(jìn)而判斷出回路在哪個(gè)點(diǎn)電壓變化出現(xiàn)問(wèn)題，最終找到故障點(diǎn)。

（2）分段查找法。 分段查找法是針對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)和多個(gè)系統(tǒng)交織在一起的線路的故障查找方法， 主要是對(duì)主回路分段進(jìn)行絕緣測(cè)量。 一般情況下不同電壓等級(jí)的絕緣電阻值有一定要求，通過(guò)分段搖測(cè)每一段絕緣情況， 即可以判斷每一段線路是否符合要求。 如果二次回路出現(xiàn)短路故障且電壓母線的分支回路較多，則往往采取從二次短路相中將端子逐相分離，直至故障消除為止。 然后再對(duì)其進(jìn)行逐級(jí)恢復(fù)，直到故障出現(xiàn)，再對(duì)每個(gè)支路進(jìn)行逐級(jí)檢查。

（3）開(kāi)路短路法。 開(kāi)路短路法是指通過(guò)將控制回路中某一部分或一段進(jìn)行短接或斷開(kāi)， 進(jìn)而觀察控制回路是否正常的方法。 開(kāi)路短路法主要用于斷路器的分?jǐn)嗫刂苹芈芳跋嚓P(guān)電氣閉鎖回路的判斷。 若觸點(diǎn)該閉合未閉合應(yīng)用短接法處理，反之則用開(kāi)路法進(jìn)行判斷。

（4）逐項(xiàng)排除法。 逐項(xiàng)排除法主要適用于多個(gè)回路并聯(lián)的情況。 該方法往往采用先總后分，從上到下逐級(jí)排查的方式。 當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)先隔離大的回路，進(jìn)而找到是哪個(gè)大分支回路出現(xiàn)問(wèn)題。 然后再對(duì)大分支回路中的若個(gè)小的分支采用同樣的方法。 為對(duì)每個(gè)回路進(jìn)行雙重驗(yàn)證，應(yīng)用逐項(xiàng)替換法時(shí)，要注意將并聯(lián)在一起的回路逐項(xiàng)分開(kāi)后再逐項(xiàng)放回， 以便進(jìn)一步驗(yàn)證自己的判斷是否正確無(wú)誤。

4 結(jié)語(yǔ)

電網(wǎng)故障種類(lèi)繁多， 對(duì)各種故障的處理方法也不盡相同。繼電保護(hù)人員要想達(dá)到快速準(zhǔn)確地找到故障并進(jìn)行處理的水平，就需要不斷積累經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)真學(xué)習(xí)。在分析故障時(shí)，我們應(yīng)盡量利用手頭的工具和資源，快速了解事故現(xiàn)象，只有這樣才能準(zhǔn)確快速地做出判斷，才能減少可能出現(xiàn)的停電時(shí)間?？梢哉f(shuō)繼電保護(hù)的日常維護(hù)對(duì)電網(wǎng)的可靠運(yùn)行起著至關(guān)重要的決定性作用，因此作為繼電保護(hù)人員除了要加強(qiáng)日常的巡檢維護(hù)外， 還應(yīng)該積極學(xué)習(xí)以提高自身的水平。

[1]馮海東，陳奕琴.談繼電保護(hù)故障處理的九種方法[J].廣東科技，2008（20）.

[2]應(yīng)斌.淺談繼電保護(hù)工作中故障處理的若干方法[J].廣西電力，2006（04）.

[3]楊文英，蓋志強(qiáng)，張華峰，張麗.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)可靠性問(wèn)題研究[J].中國(guó)電力教育，2013（27）.