電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障分析與處理措施

賈璟瑤

（深能保定發(fā)電有限公司，河北保定 072150）

0 引言

在整個(gè)國(guó)家和社會(huì)的發(fā)展過(guò)程中，不能缺少電力資源的幫助和支持，不論是在社會(huì)生產(chǎn)還是平日生活中，都離不開(kāi)電力支持。電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，對(duì)促進(jìn)國(guó)家的快速發(fā)展非常重要。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，繼電保護(hù)故障對(duì)生產(chǎn)工作產(chǎn)生很大影響，并且極大程度地制約了人們提高生活水平。處理好電力系統(tǒng)繼電保護(hù)問(wèn)題，是現(xiàn)在電力系統(tǒng)發(fā)展中的重要問(wèn)題。

1 繼電保護(hù)原理

繼電保護(hù)主要應(yīng)用在電力系統(tǒng)，保證設(shè)備穩(wěn)定、安全的運(yùn)轉(zhuǎn)的一系列設(shè)施。分為數(shù)據(jù)測(cè)量、判別邏輯和執(zhí)行模塊等3部分。3部分缺一不可，需要互相配合，共同為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠的保證。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，測(cè)量指的是采集設(shè)備對(duì)模擬量、開(kāi)關(guān)量等信號(hào)進(jìn)行一系列收集及轉(zhuǎn)換。邏輯部分通過(guò)收集的各種數(shù)據(jù)，然后繼電保護(hù)裝置進(jìn)行各種計(jì)算及判定，每個(gè)保護(hù)原理都由簡(jiǎn)單或復(fù)雜的邏輯框圖構(gòu)成，其中涉及到電壓、電流、斷路器位置、瓦斯等諸多電氣量和非電氣量信號(hào)，當(dāng)這些量滿足任一個(gè)保護(hù)邏輯后，該保護(hù)便會(huì)觸發(fā)。執(zhí)行即為保護(hù)出口，當(dāng)保護(hù)動(dòng)作后會(huì)立即發(fā)出跳、合開(kāi)關(guān)的指令，保證故障快速切除。

2 電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)相關(guān)概念

2.1 繼電保護(hù)的重要性

電力系統(tǒng)擁有不計(jì)其數(shù)的變電站，幾乎覆蓋了全國(guó)每一個(gè)角落，彼此連通，形成巨型電網(wǎng)。若一條線路接地或一個(gè)變壓器故障都會(huì)迅速影響到整個(gè)電網(wǎng)的健康水平，甚至造成大范圍停電或人身設(shè)備安全事故。繼電保護(hù)設(shè)備可以保證故障在最短時(shí)間消除，將故障范圍縮減到最小，對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性提供可靠保障。

2.2 繼電保護(hù)常見(jiàn)故障

在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，難免會(huì)發(fā)生線路接地、變壓器繞組短路等各種故障。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，發(fā)生較常見(jiàn)的故障有單相接地短路、兩相短路、兩相接地短路和三相短路。

（1）單相接地短路。最常見(jiàn)也是最多的故障，大約占總故障數(shù)的80%。在接地系統(tǒng)中，任一相接地都會(huì)產(chǎn)生很大的短路電流，現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)單獨(dú)的零序CT（Current Transformer，電流互感器）或自產(chǎn)零序電流進(jìn)行測(cè)量。故障相電流最大，另兩相電流幾乎為零。發(fā)生此故障時(shí)，首先查看保護(hù)裝置的故障記錄確定故障相線，并對(duì)各相進(jìn)行絕緣測(cè)試，找到接地點(diǎn)并及時(shí)處理。

（2）兩相短路。兩相短路是指相間發(fā)生的短路故障，故障相電流大小相等、方向相反，另一相電流幾乎為零。

（3）兩相接地短路。指兩相短路后與大地相連，兩相電流大小方向相同，電流由故障點(diǎn)流向大地。

（4）三相短路。指三相之間互相短路，由于三相角差120°，所以短路點(diǎn)處三相恰好抵消，但電流較大，需要盡快切除。

3 繼電保護(hù)的常見(jiàn)故障分析

3.1 開(kāi)關(guān)設(shè)備的故障

繼電保護(hù)開(kāi)關(guān)設(shè)備故障，主要是繼電保護(hù)裝置和電力系統(tǒng)之間的不配套所致，這就要求，在繼電保護(hù)設(shè)備選用過(guò)程中，應(yīng)該確定電力系統(tǒng)的工作強(qiáng)度，進(jìn)而選擇與工作負(fù)荷相匹配的繼電保護(hù)設(shè)備。可是隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，許多地區(qū)的電力系統(tǒng)都大大增加了用電負(fù)荷，繼電保護(hù)設(shè)備并沒(méi)有由于工作強(qiáng)度的增加而進(jìn)行對(duì)應(yīng)的處理，最終導(dǎo)致故障發(fā)生。在工作中，由于繼電保護(hù)設(shè)備有超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)、老化以及開(kāi)關(guān)設(shè)備負(fù)荷密集的情況發(fā)生，從而使開(kāi)關(guān)設(shè)備不能適應(yīng)繼電保護(hù)工作的需求，進(jìn)而對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備的精準(zhǔn)度產(chǎn)生影響。當(dāng)繼電保護(hù)設(shè)備對(duì)電力系統(tǒng)不能進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)時(shí)，就會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的正常工作產(chǎn)生影響。

3.2 電流互感飽和問(wèn)題

不斷加大繼電保護(hù)設(shè)備終端負(fù)荷，會(huì)在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中有短路情況發(fā)生，使電力系統(tǒng)中的電流負(fù)荷加大，導(dǎo)致一系列狀況發(fā)生。比如，在短路過(guò)程中所產(chǎn)生的電流經(jīng)常超出電流互感器額定電流上百倍，可是由于電流互感器的誤差和短路電流的倍數(shù)之間呈現(xiàn)正比關(guān)系，繼電保護(hù)設(shè)備對(duì)短路故障發(fā)出的指令會(huì)由于電流過(guò)大而導(dǎo)致靈敏度下降的情況。

3.3 繼電保護(hù)設(shè)備的問(wèn)題

在繼電保護(hù)故障中經(jīng)常有設(shè)備故障的問(wèn)題發(fā)生。繼電保護(hù)設(shè)備的工作原理和理論都很成熟，在工作中故障檢測(cè)辦法大致一樣，其不同主要表現(xiàn)在不同電力系統(tǒng)中工作負(fù)荷不同，對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備的要求也會(huì)不同。所以在對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行安裝時(shí)，要與電力系統(tǒng)工作負(fù)荷相結(jié)合選擇適當(dāng)?shù)脑O(shè)施?？墒窃趯?shí)際工作中，經(jīng)常有設(shè)備不達(dá)標(biāo)的情況，從而使整個(gè)繼電保護(hù)設(shè)備不能正常運(yùn)行，對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的工作效果造成影響。

4 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障處理措施

（1）消除一次側(cè)設(shè)備缺陷。當(dāng)發(fā)生故障而導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，首先要檢查一次側(cè)設(shè)備。如一次側(cè)設(shè)備有接地、絕緣低、短路等故障，都會(huì)引起保護(hù)動(dòng)作。

（2）故障記錄分析。隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，繼電保護(hù)裝置越發(fā)智能，故障記錄已經(jīng)非常具體，通常可以連接電腦查看故障波形。通過(guò)這些波形，查看電壓、電流等模擬量趨勢(shì)，進(jìn)而確認(rèn)發(fā)生的何種故障。

（3）檢查二次線及 PT（Potential Transformer，電壓互感器），CT。這條看似簡(jiǎn)單，但往往是事故起始點(diǎn)。在近幾年的電氣事故中，總能看到由于CT開(kāi)路、二次線松動(dòng)等類似情況引發(fā)的故障。這些問(wèn)題必須在平時(shí)檢修中仔細(xì)檢查，對(duì)重要CT，PT二次線逐一緊固，做細(xì)做實(shí)。

（4）檢查保護(hù)裝置。雖然目前主流的保護(hù)設(shè)備已經(jīng)很完善，但電氣元件還是存在老化的情況，針對(duì)這種情況，各發(fā)電行業(yè)應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)的保護(hù)校驗(yàn)規(guī)程，定期檢查，達(dá)到使用時(shí)限后即使未發(fā)生故障也應(yīng)該更換，未雨綢繆，保證設(shè)備的安全運(yùn)行。

5 結(jié)束語(yǔ)

繼電保護(hù)猶如一個(gè)時(shí)刻保衛(wèi)電力系統(tǒng)的戰(zhàn)士，嚴(yán)格把控繼電保護(hù)工作，運(yùn)用有效的處理辦法，使一次側(cè)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)得到保證，使電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的問(wèn)題得到及時(shí)判斷，并迅速切除隱患，給電力系統(tǒng)一個(gè)安全穩(wěn)定的空間。