電力系統(tǒng)繼電保護(hù)動作故障研究

鄔垚文 聶光安

【摘 ?要】繼電保護(hù)裝置是保障電力系統(tǒng)運(yùn)作安全的重要裝置，即在電力系統(tǒng)運(yùn)行異常時，會觸發(fā)繼電保護(hù)裝置，使其做出保護(hù)動作。在保護(hù)動作條件下，電力系統(tǒng)會斷電，相應(yīng)故障影響會被暫時消除，不會持續(xù)擴(kuò)張，待人工處理后即可恢復(fù)正常，由此可見繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)當(dāng)中的重要性，但現(xiàn)代繼電保護(hù)裝置與電力系統(tǒng)不匹配，裝置在系統(tǒng)異常時容易出現(xiàn)故障，無法發(fā)揮實(shí)際能效，因此有必要進(jìn)行改善。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng);繼電保護(hù);動作故障

1繼電保護(hù)動作原理

繼電保護(hù)裝置的保護(hù)動作必須在電力系統(tǒng)異常的條件下才會觸發(fā)，所以該裝置具備故障檢測功能。具體來說，繼電保護(hù)裝置與電力系統(tǒng)有緊密聯(lián)系，所以在工作當(dāng)中，會對電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況時刻進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測會依照人工設(shè)置的閾值，對電力線路的電流相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行異常判斷，相應(yīng)在過程中發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)某條線路的電壓、波動等出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，則激發(fā)裝置保護(hù)動作。繼電保護(hù)動作具有多種表現(xiàn)：在電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)異常條件下，裝置會發(fā)出警報(bào)，警報(bào)會通過信號傳輸路徑進(jìn)入電力工作站終端，激發(fā)故障預(yù)警裝置，以通知人工前來維修;針對故障線路，對電閘進(jìn)行控制使其跳開，實(shí)現(xiàn)斷電隔離操作，在無電力傳輸?shù)臈l件下，故障無法持續(xù)進(jìn)行影響，且如果電力故障屬于暫時性故障，則重新合閘后恢復(fù)供電即可，如果屬于永久性故障，則待人工進(jìn)行處理即可，由此保障電力系統(tǒng)的安全。

2電力系統(tǒng)繼電保護(hù)動作故障的發(fā)生

2.1繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)的設(shè)備故障

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)工作是管理工作中的一項(xiàng)重要而細(xì)致的內(nèi)容，對繼電保護(hù)裝置型號和規(guī)格具有嚴(yán)格規(guī)定，一般繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行原理不會存在問題，出現(xiàn)的繼電保護(hù)設(shè)備故障大都由設(shè)備構(gòu)件的質(zhì)量問題引起，因?yàn)楣ぷ髟硪粯?，故障檢測的方法也相同，但不同的電力系統(tǒng)供電工作負(fù)荷不同，所以對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)的電流電壓有著不同的負(fù)荷要求，所以，在安裝繼電保護(hù)裝置時，要綜合考慮電力系統(tǒng)的電流電壓負(fù)荷及工作強(qiáng)度負(fù)載，科學(xué)選擇繼電保護(hù)裝置，保證繼電裝置所有構(gòu)件滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，以防因?yàn)槟硞€小部件出現(xiàn)質(zhì)量問題而影響整個電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。繼電保護(hù)系統(tǒng)對電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行至關(guān)重要，如果出現(xiàn)制動問題，會對整個電力系統(tǒng)運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。

2.2繼電保護(hù)裝置的開關(guān)故障

如果電力系統(tǒng)安裝了與其不匹配的繼電保護(hù)系統(tǒng)，就會出現(xiàn)開關(guān)設(shè)備的障礙問題。繼電保護(hù)裝置的安裝工作一般是按照電力系統(tǒng)的負(fù)載強(qiáng)度而進(jìn)行的，所以初始的繼電保護(hù)系統(tǒng)是與當(dāng)前電力系統(tǒng)工作負(fù)荷相對應(yīng)的，但是隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，用電量也不斷攀升，電力系統(tǒng)的工作強(qiáng)度也不斷增加，供電時間也不斷延長，導(dǎo)致舊的繼電裝置無法滿足當(dāng)前電力系統(tǒng)需求，應(yīng)加緊更新，否則因?yàn)槔^電保護(hù)系統(tǒng)長期超負(fù)荷工作而出現(xiàn)動作故障，將會引起開關(guān)裝置故障的出現(xiàn)，影響電力系統(tǒng)開關(guān)正常控制，最終可能引發(fā)供電安全問題。

2.3 電力系統(tǒng)出現(xiàn)的電流互感飽和故障

由于當(dāng)今社會發(fā)展迅速，電力系統(tǒng)工作負(fù)載量也不斷加大，電流的輸入輸出也會不斷加大，舊的繼電保護(hù)裝置也可能由于電流負(fù)荷的加大而出現(xiàn)供電線路的短路，如果發(fā)展短褲位置靠近電力系統(tǒng)的終端設(shè)備，電流互感器發(fā)出的電流將是正常電流的 100 多倍，進(jìn)而導(dǎo)致電流互感器出現(xiàn)誤差的幾率也成倍增加，導(dǎo)致繼電保護(hù)系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)的靈敏度大幅度降低，最終會出現(xiàn)電力系統(tǒng)的運(yùn)行故障無法檢測，更不可能發(fā)出警報(bào)，繼電保護(hù)裝置也無法應(yīng)對故障發(fā)出斷電指令，使電力系統(tǒng)的安全性存在極大隱患。同時，電流互感器故障的出現(xiàn)也會導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置中限制通過的電流也因?yàn)槎萄澏l(fā)生故障，過流保護(hù)裝置也停止工作，電力系統(tǒng)可能依舊工作，但失去了繼電保護(hù)系統(tǒng)的保障，增加了供電的危險(xiǎn)性。

2.4繼電保護(hù)裝置繼電器的觸點(diǎn)故障

繼電器是繼電保護(hù)裝置的核心，繼電保護(hù)系統(tǒng)的檢測和故障排除功能都是由繼電器來完成的。繼電器一旦發(fā)生故障，繼電保護(hù)系統(tǒng)就會出現(xiàn)動作障礙，而繼電器正常運(yùn)行的關(guān)鍵部件就是觸點(diǎn)，工作時會存在很多能夠影響繼電器觸點(diǎn)的因素，包括繼電器觸點(diǎn)的制作材料、控制的電流電壓強(qiáng)度、裝置型號等，同時，電力系統(tǒng)運(yùn)行頻率、周圍環(huán)境、觸點(diǎn)的配置等方面也會對繼電器觸點(diǎn)產(chǎn)生影響。繼電器觸點(diǎn)發(fā)生故障問題主要有觸點(diǎn)磨損、電阻增加、焊接、電積等，一旦出現(xiàn)故障則會影響繼電器觸點(diǎn)的靈敏性和可靠性，最終影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全性。

3繼電保護(hù)動作常見故障管理對策

3.1裝置故障管理對策

首先在繼電保護(hù)裝置應(yīng)用過程中，電力工作者要嚴(yán)格依照規(guī)章制度來進(jìn)行操作，例如在繼電保護(hù)裝置安裝當(dāng)中，介于裝置與電力系統(tǒng)的一體性，有必要依照規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，保障兩者相互匹，由此提高繼電保護(hù)裝置工作中的性能表現(xiàn)，且有利于電力系統(tǒng)的安全。其次，因?yàn)槔^電保護(hù)裝置在長期工作當(dāng)中會不斷損耗，導(dǎo)致其性能開始下降，在此前提下，電力工作者有必要定期對裝置進(jìn)行檢查，確認(rèn)設(shè)備具體狀態(tài)，且當(dāng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在狀態(tài)異常之后，則要確認(rèn)具體問題，如果問題較為簡單，就需要進(jìn)行及時處理，如果問題較為復(fù)雜，則需要對問題數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，以供后續(xù)通過分析來判斷問題表現(xiàn)，同時如果損耗過于嚴(yán)重，基本無法進(jìn)行維修，則應(yīng)當(dāng)及時更換設(shè)備。

3.2開關(guān)故障管理對策

開關(guān)故障對于繼電保護(hù)裝置而言具有重大影響，所以在電力安全的原則下，需要對此進(jìn)行管理。具體管理方法上，首先電力工作者在日常工作當(dāng)中，除了要定期對開關(guān)設(shè)備進(jìn)行檢查，排除其中故障以外，出于便捷性考慮，可以采用先進(jìn)的信息化技術(shù)對開關(guān)設(shè)備進(jìn)行全天候監(jiān)控，即設(shè)置信息化終端與通信路徑，通過傳感器對開關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)監(jiān)控發(fā)現(xiàn)開關(guān)設(shè)備某項(xiàng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題之后，則通知電力終端對數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，同時激發(fā)預(yù)警系統(tǒng)，使人工了解具體情況。此外，如果開關(guān)故障在信息化技術(shù)條件下無法得到修復(fù)，則需要人工進(jìn)行干預(yù)，過程中人工應(yīng)當(dāng)先啟動應(yīng)急措施，避免故障發(fā)生變化，后需要及時趕往現(xiàn)場對故障開關(guān)進(jìn)行檢測，確認(rèn)故障原因后再做處理。

3.3電流互感飽和故障管理對策

面對電流互感飽和故障影響，在繼電保護(hù)裝置應(yīng)用當(dāng)中，要做好接地工作，因?yàn)榱己玫慕拥毓ぷ骺梢杂行Х乐勾蟛糠忠鸲搪芬蛩氐挠绊?，相?yīng)即使繼電保護(hù)裝置受到了電流互感飽和故障影響，其影響程度也會相對減小。其次要時刻關(guān)注繼電保護(hù)裝置與電流互感器的電流負(fù)荷表現(xiàn)，如果兩者電流負(fù)荷比例存在異常，則說明裝置正在受到電流互感飽和故障影響，最終對此進(jìn)行維修即可。

3.4繼電器觸點(diǎn)故障管理對策

繼電器觸點(diǎn)作為裝置中最為脆弱，但重要性較高的部位，電力工作者應(yīng)當(dāng)對其故障表現(xiàn)保持重視，對其常見形成因素進(jìn)行管理。具體來說，首先面對觸點(diǎn)裝置材料質(zhì)量不佳因素，電力工作者在選擇繼電保護(hù)裝置時，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注觸點(diǎn)材質(zhì)，如果材質(zhì)存在缺損、性能不當(dāng)?shù)葐栴}，則建議不選擇此類裝置。其次電壓值和電流值異常與電力系統(tǒng)不匹配因素影響，電力工作者必須以電力系統(tǒng)的電壓值和電流值為標(biāo)準(zhǔn)，對繼電保護(hù)裝置進(jìn)行選擇，以免觸點(diǎn)在工作中出現(xiàn)故障。

結(jié)束語

綜上所述，繼電保護(hù)系統(tǒng)是電力系統(tǒng)不可缺少的一部分，其故障檢測和排除是繼電保護(hù)系統(tǒng)的核心工作，為保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，應(yīng)采取健全措施保證繼電保護(hù)系統(tǒng)準(zhǔn)確分析故障并及時處理，充分保障供電的穩(wěn)定，保證整個電力系統(tǒng)正常運(yùn)行。

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（作者單位：嘉興市恒光電力建設(shè)有限責(zé)任公司秀洲分公司）