電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障分析與處理

劉 暢

（國網(wǎng)河南省電力公司羅山縣供電公司，河南 信陽 464200）

0 引 言

在社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，電力資源也得到了有效發(fā)展，繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中扮演著重要的角色，能夠及時地預(yù)警和處理電力系統(tǒng)中的設(shè)備異常與故障問題，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。但是，電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置也會出現(xiàn)一些故障，威脅到電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。分析近年來的電力事故發(fā)現(xiàn)，電力系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，就會給社會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，需要結(jié)合電力系統(tǒng)繼電保護(hù)出現(xiàn)故障的類型及原因，制定針對性的應(yīng)對措施，降低故障發(fā)生的概率，減少故障帶來的不利影響，保護(hù)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)概述

1.1 繼電保護(hù)概述

繼電保護(hù)裝置能夠?qū)崟r監(jiān)控電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況，一旦電力系統(tǒng)發(fā)生了異?；蛘吖收?，能夠及時發(fā)現(xiàn)和處理故障，保障電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，繼電保護(hù)裝置能夠及時地將故障設(shè)備與電路隔離開，控制故障帶來的影響和損失。繼電保護(hù)系統(tǒng)在運(yùn)行時，會先對比被保護(hù)裝置的輸入信號與設(shè)定值，由邏輯部分進(jìn)行綜合分析，最后由執(zhí)行部分實(shí)施相應(yīng)的保護(hù)動作[1]。

1.2 繼電保護(hù)基本原理

繼電保護(hù)系統(tǒng)主要由測量、邏輯及執(zhí)行3個部分組成，是電力系統(tǒng)重要的保護(hù)裝置。繼電保護(hù)裝置一般可以分為如下幾種。第一，按照制造工藝可以分為機(jī)電型、整流型等；第二，按照邏輯原理可以分為電流型、電壓型等。但是任何類型的裝置，都必須具有安全性、靈敏性及可靠性，保證在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時能立刻做出相應(yīng)的措施，保證電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全。

2 繼電保護(hù)對電力系統(tǒng)的重要性

電力系統(tǒng)的所有進(jìn)程都需要借助于繼電器的強(qiáng)大功能，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的正常、高效運(yùn)轉(zhuǎn)。繼電器能夠收集整個電力系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)信號，并將信號傳輸?shù)斤@示屏上，同時也能將所有過程中的小錯誤顯示在顯示器上，讓工作人員能夠?qū)嵤┍O(jiān)測和調(diào)控。繼電器連接了電力系統(tǒng)的所有設(shè)備，不僅能夠?qū)⑿盘杺魉徒o終端設(shè)備，而且能保護(hù)整個電力系統(tǒng)的傳輸設(shè)備，避免電壓過高擊穿設(shè)備，保護(hù)電力系統(tǒng)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 繼電保護(hù)的要求

（1）可靠性。繼電保護(hù)的可靠性要求就是在系統(tǒng)該運(yùn)行時運(yùn)行，不該運(yùn)行時不運(yùn)行，并在發(fā)生故障時，能夠及時將故障的線路和設(shè)別進(jìn)行切除隔離。

（2）選擇性。當(dāng)故障發(fā)生時，繼電保護(hù)能夠及時利用與故障距離短的斷路器，及時切除故障。當(dāng)線路故障時，由周邊設(shè)備或者斷路器啟動失靈保護(hù)，防止越級跳閘。

（3）靈敏性。在線路或者設(shè)備的保護(hù)范圍內(nèi)，出現(xiàn)了斷路或者接地的故障，保護(hù)裝置會達(dá)到一定的靈敏系數(shù)，保證可以安全接觸故障線路或者設(shè)備。

（4）速動性。故障發(fā)生時，保護(hù)裝置能夠快速地切除斷路故障，增加系統(tǒng)的平穩(wěn)性，減少故障的范圍，避免帶來毀滅性的損傷。

4 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障原因分析

4.1 繼電保護(hù)設(shè)備的問題

在繼電保護(hù)故障中，設(shè)備故障的問題比較常見。繼電保護(hù)設(shè)備在運(yùn)行過程中，檢測故障的方法基本相同，其工作原理和理論相對成熟，主要的差異體現(xiàn)在機(jī)電保護(hù)設(shè)備在不同的電力系統(tǒng)中，工作負(fù)荷不同，對機(jī)電保護(hù)裝置的要求也不同。因此，在繼電保護(hù)系統(tǒng)的安裝中，需要結(jié)合電力系統(tǒng)的工作負(fù)荷來選擇合適的設(shè)施。但在實(shí)際運(yùn)行過程中，其中的某個設(shè)備經(jīng)常會出現(xiàn)不達(dá)標(biāo)的情況，導(dǎo)致整個繼電保護(hù)裝置失靈，大大降低了繼電保護(hù)系統(tǒng)的工作效率。

4.2 開關(guān)設(shè)備的故障

繼電保護(hù)裝置的開關(guān)出現(xiàn)故障，主要原因是電力系統(tǒng)與繼電保護(hù)裝置不配套。因此，選用繼電保護(hù)設(shè)備時，必須要先確定好電力系統(tǒng)的工作強(qiáng)度，然后匹配工作負(fù)荷相符合的繼電保護(hù)設(shè)備。隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，生產(chǎn)用電與生活用電都大幅增加，很多地區(qū)的電力系統(tǒng)都提高了用電負(fù)荷，但是繼電保護(hù)設(shè)備并沒有針對這種情況進(jìn)行處理，導(dǎo)致了故障的發(fā)生。繼電保護(hù)設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中有超負(fù)荷、老化的情況，所以開關(guān)設(shè)備負(fù)荷密集而不能適應(yīng)保護(hù)工作的需求，影響了繼電保護(hù)設(shè)備的精準(zhǔn)度。當(dāng)繼電保護(hù)設(shè)備不能精準(zhǔn)檢測電力系統(tǒng)時，就會影響電力系統(tǒng)的正常工作。

4.3 運(yùn)行故障

繼電保護(hù)設(shè)備在電力系統(tǒng)的工作過程中，不可能完全避免故障的發(fā)生。主要原因是繼電保護(hù)設(shè)備在長時間運(yùn)行后，局部裝置的溫度會急劇升高，導(dǎo)致設(shè)備失效和喪失靈敏度。繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行故障，主要體現(xiàn)在主變差動的保護(hù)開關(guān)拒合，電壓互感器就會出現(xiàn)二次電壓回路的情況，導(dǎo)致在實(shí)際運(yùn)行過程中電壓互感器的內(nèi)部零件性能下降，但是電壓互感器的繼電保護(hù)裝置的保護(hù)動作還處在初始位置，如果電壓互感器出現(xiàn)故障，那么就會導(dǎo)致后續(xù)繼電保護(hù)裝置產(chǎn)生故障。

4.4 電流互感飽和問題

隨著用電負(fù)荷的增加，繼電保護(hù)設(shè)備的終端負(fù)荷會不斷的加大，導(dǎo)致電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)短路的情況，增加了電力系統(tǒng)的電流負(fù)荷，最終出現(xiàn)一系列的故障。例如，發(fā)生故障時，短路電流與電流互感器之間呈現(xiàn)正比關(guān)系，電流過大會導(dǎo)致繼電保護(hù)設(shè)備的靈敏度降低，此時繼電保護(hù)設(shè)備對短路故障發(fā)出指令就會不及時[2]。

5 繼電保護(hù)故障的有效應(yīng)對措施

5.1 置換處理法

置換處理法就是用性能良好的設(shè)備將有故障的設(shè)備替換出來，但是必須保證設(shè)備種類的一致、工作性能穩(wěn)定。設(shè)備好壞的判定依據(jù)是以故障的種類和范圍為主。當(dāng)設(shè)備中的某一個裝置或者元件出現(xiàn)問題時，就需要用新的設(shè)備進(jìn)行更換。目前，置換處理法是一種最廣泛的故障處理措施。對懷疑故障的設(shè)備進(jìn)行更換后，如果電力系統(tǒng)恢復(fù)了正常運(yùn)轉(zhuǎn)，就證明更換下來的設(shè)備出現(xiàn)了故障；反之，如果更換后電力系統(tǒng)依然沒有恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，那么就可以對其他設(shè)備進(jìn)行更換檢驗(yàn)[3]。

5.2 參照對比法

參照對比法就是將繼電保護(hù)系統(tǒng)中的不同設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)，包括正常的設(shè)備和不正常的設(shè)備，通過不同型號的技術(shù)參數(shù)分析它們之間的差異性，并將其作為故障分析的起點(diǎn)。參照對比發(fā)主要解決繼電保護(hù)裝置運(yùn)行中因電路交互而產(chǎn)生的接線錯誤。但是檢測的準(zhǔn)確性會受到繼電保護(hù)裝置的復(fù)雜性影響，致使測試值與真實(shí)值之間存在較大的差距，所以必須要對繼電保護(hù)裝置進(jìn)行定值檢測。

5.3 引入設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)

研究發(fā)現(xiàn)，如果能在繼電保護(hù)裝置進(jìn)行檢修時使用設(shè)備鉆探檢修技術(shù)，就能夠有效降低風(fēng)險，保護(hù)變電設(shè)備和工作人員的人身安全。在傳統(tǒng)的檢修過程中，運(yùn)維人員的工作量大，工作強(qiáng)度高，故障嚴(yán)重時，還可能發(fā)生事故，存在安全風(fēng)險。但是引入設(shè)備檢修設(shè)備，就可以大大減輕運(yùn)維人員的工作強(qiáng)度，降低風(fēng)險發(fā)生率。設(shè)備檢修技術(shù)還能實(shí)時監(jiān)測變電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，對制定生產(chǎn)計劃有非常重要的作用，確保了檢修頻率的合理性。設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)要與變電設(shè)備的治理工作進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，保證電力企業(yè)生產(chǎn)的科學(xué)性與合理性。通過分析設(shè)備狀態(tài)與檢測結(jié)果，能夠提升繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行質(zhì)量，提高檢修的效率。這是因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)的工人檢修中，會將設(shè)備停電來保證安全。

5.4 全面提升工作人員的安全素質(zhì)

在電力系統(tǒng)維護(hù)過程中發(fā)生的事故中，大部分都是工作人員設(shè)備操作不合理導(dǎo)致的，不僅影響了電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，還威脅到了工作人員的人身安全。因此，電力企業(yè)在發(fā)展過程中，必須要加大對工作人員的安全教育，定期進(jìn)行安全培訓(xùn)，制定工作標(biāo)準(zhǔn)，幫助員工樹立安全操作的意識，提高自身的專業(yè)水平，對自己的安全負(fù)責(zé)，對企業(yè)的發(fā)展負(fù)責(zé)。在工作現(xiàn)場，管理人員要懸掛安全標(biāo)語與警示，以確保生產(chǎn)安全。

6 結(jié) 論

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，繼電保護(hù)系統(tǒng)也逐漸向信息化管理發(fā)展，能夠?qū)崟r監(jiān)測、把控繼電保護(hù)工作及保證設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)。電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，繼電保護(hù)系統(tǒng)能準(zhǔn)確判斷、實(shí)時分析發(fā)生故障的具體原因，運(yùn)用有效的處理辦法，迅速切除隱患，維護(hù)電力系統(tǒng)的安全。此外，電力企業(yè)要想確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，還要不斷提高員工的專業(yè)技能水平與安全意識，加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。