電力系統(tǒng)繼電保護(hù)常見故障分析與檢修技術(shù)探討

蔡建博

摘要：繼電保護(hù)系統(tǒng)在整個(gè)電力系統(tǒng)中發(fā)揮著舉足輕重的作用，它的作用在于監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中可能會(huì)發(fā)生的各種安全隱患，伴隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的逐步拓展，電網(wǎng)在運(yùn)行過程中對(duì)于電力的負(fù)荷愈來愈重，大型設(shè)備的電力容量也一直在提升，因此電力行業(yè)就將繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行看得極為重要。對(duì)于電力系統(tǒng)內(nèi)繼電保護(hù)裝置所存在的問題進(jìn)行深入分析，提出針對(duì)性建議，維持電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)繼電保護(hù);常見故障;檢修技術(shù)

1我國(guó)繼電保護(hù)裝置的研究背景

在現(xiàn)代化電網(wǎng)建設(shè)與電力運(yùn)行管理中，繼電保護(hù)都是不容忽視的重要工作內(nèi)容，是保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，相關(guān)專業(yè)軟件也得到了充分的開發(fā)和利用，為繼電保護(hù)裝置提供了良好的保障。針對(duì)繼電保護(hù)所涉及的各類信息管理和數(shù)據(jù)計(jì)算，技術(shù)人員已提出了多樣化的解決方案，對(duì)準(zhǔn)確識(shí)別繼電保護(hù)故障和及時(shí)處理問題有著一定的現(xiàn)實(shí)意義。目前繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)的故障多種多樣，所使用的方法也應(yīng)當(dāng)與時(shí)俱進(jìn)。無論哪種故障，對(duì)于技術(shù)人員來說，都應(yīng)當(dāng)具備充足的維護(hù)知識(shí)，吃透技術(shù)原理，在日常工作中融會(huì)貫通，不斷積累處理經(jīng)驗(yàn)，分析總結(jié)，為繼電保護(hù)裝置提供最好的保障。作為電力系統(tǒng)不可分離的一部分，繼電保護(hù)裝置是確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，提高暫態(tài)穩(wěn)定性最有效，也是最基礎(chǔ)的技術(shù)裝備之一。大量的實(shí)踐研究表明，繼電保護(hù)裝置一旦發(fā)生不正常運(yùn)行或其他故障，會(huì)逐漸擴(kuò)大問題影響面，釀成難以挽回的事故后果。因此，我們應(yīng)重視繼電保護(hù)裝置的維護(hù)工作，做好故障應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備，采用更好的改進(jìn)工藝，加強(qiáng)絕緣監(jiān)督，促進(jìn)整個(gè)電網(wǎng)的安全、高效發(fā)展。

2電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的要求

（1）可靠性：指保護(hù)該動(dòng)作時(shí)動(dòng)作，不該動(dòng)作時(shí)不動(dòng)作，就是既不能誤動(dòng)也不能拒動(dòng)，確保切除的是故障設(shè)備或線路。（2）選擇性：首先由故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)切除故障，當(dāng)故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，才允許由相鄰設(shè)備、線路的保護(hù)或斷路器失靈保護(hù)切除故障。避免大面積停電。（3）靈敏性：指在設(shè)備或線路的被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù)。保證有故障就切除。（4）速動(dòng)性：指保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除短路故障。其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍，提高自動(dòng)重合閘和備用電源或備用設(shè)備自動(dòng)投入的效果等。

3電力系統(tǒng)繼電保護(hù)常見故障

3.1繼電保護(hù)裝置故障

在繼電保護(hù)故障中經(jīng)常有裝置故障引起的問題。繼電保護(hù)裝置在工作原理上已經(jīng)十分成熟，但裝置插件的板件設(shè)計(jì)、制造工藝有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些問題，導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置無法正常運(yùn)行。常見的問題如電源插件的故障造成裝置失電;采樣插件的故障造成保護(hù)采樣不正確，影響保護(hù)裝置邏輯功能;操作插件的故障造成保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)等。當(dāng)裝置超過使用壽命周期時(shí)，其內(nèi)部的各種元器件的損壞概率也會(huì)大大增加，從而使保護(hù)裝置不能正常運(yùn)行，降低保護(hù)的可靠性。

3.2 保護(hù)裝置外回路故障

繼電保護(hù)裝置外回路故障，主要是二次接線的故障，常見的原因如下：第一，二次接線錯(cuò)誤，導(dǎo)致存在寄生回路，使得本應(yīng)相互獨(dú)立的回路之間存在電氣聯(lián)系，影響各自的正常工作;第二，電纜的絕緣損壞，造成串電現(xiàn)象，影響保護(hù)裝置正確工作;第三，直流接地，各直流回路因故發(fā)生直流正極或負(fù)極接地，當(dāng)再有一點(diǎn)發(fā)生接地時(shí)，可能導(dǎo)致保護(hù)裝置誤動(dòng)或拒動(dòng)，甚至直流電源跳閘;第四，二次接線未緊固，造成虛接甚至端子排之間絕緣被破壞，影響保護(hù)裝置的正常運(yùn)行等。

3.3電源故障

直流電源是保證保護(hù)裝置正常運(yùn)行的前提條件，如果電源發(fā)生故障，則保護(hù)裝置將因此無法正常運(yùn)行。因此，電源故障是影響電力系統(tǒng)繼電保護(hù)工作開展的關(guān)鍵之一。保護(hù)裝置內(nèi)的輔助觸點(diǎn)都有其額定容量，繼電器線圈也有其規(guī)定的動(dòng)作電流和動(dòng)作電壓，如果直流電壓品質(zhì)不符合要求導(dǎo)致電壓過低或過高時(shí)，都可能造成保護(hù)裝置內(nèi)部觸點(diǎn)和繼電器的不正確工作，從而影響保護(hù)裝置的正常運(yùn)行。

3.4電流互感器飽和問題

當(dāng)電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中發(fā)生短路，此時(shí)線路中將出現(xiàn)很大的短路電流，通常情況下，電流互感器隨著一次短路電流的增大其飽和程度也隨之增大，特別是當(dāng)短路電流中的諧波分量很大時(shí)，其飽和程度更加嚴(yán)重。此時(shí)電流互感器的誤差將明顯增大，導(dǎo)致二次電流減小，對(duì)各類電流保護(hù)，特別是電流縱差保護(hù)的正常工作造成很大影響，可能造成在區(qū)外故障時(shí)誤動(dòng)作或者區(qū)內(nèi)故障時(shí)的拒動(dòng)。因此，電流互感器飽和問題也是導(dǎo)致繼電保護(hù)不正確動(dòng)作的主要因素之一。

4電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障的有效應(yīng)對(duì)措施

4.1置換法

這種對(duì)問題的解決方式，雖然在工作中缺少技術(shù)含量，但是卻是最直接有效的。這種工作方式的優(yōu)點(diǎn)，就是可以在短時(shí)間來確認(rèn)或排除設(shè)備的問題，主要是通過一臺(tái)正常運(yùn)行設(shè)備對(duì)存有問題的設(shè)備進(jìn)行替換，來判斷設(shè)備中存在的問題，如果確有問題，可以在替換后投入正常工作，不僅縮小了故障的排查范圍，也大幅度減少了工作時(shí)間。如果在替換后仍然無法解決故障問題，就需要去查找其他可能的故障點(diǎn)，直到完全解決故障問題。

4. 2參照法

使用參照法對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行檢測(cè)屬于常用的方法。這一技術(shù)的使用需要以繼電保護(hù)裝置的正常參數(shù)作為根據(jù)，經(jīng)過對(duì)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，明確故障的具體位置和相關(guān)因素，以及時(shí)處理故障問題。一般情況下，發(fā)生接線問題時(shí)，需要專業(yè)技術(shù)人員結(jié)合參照法對(duì)故障問題實(shí)施檢測(cè)，保證處理問題的效率。繼電保護(hù)的改造過程中，需要對(duì)繼電保護(hù)裝置或二次線實(shí)施更換，如果檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)二次回路接線錯(cuò)誤等情況，可以使用參照法進(jìn)行快速排除故障的處理。

4. 3觀察法

觀察法是繼電保護(hù)排查故障中經(jīng)常使用的一種方法，它是檢修人員通過直接觀察的方式對(duì)設(shè)備出現(xiàn)的故障進(jìn)行判斷，一般來說繼電保護(hù)發(fā)生的20%左右的故障都可以依靠觀察法來進(jìn)行初步排除或縮小檢查范圍，。比如說當(dāng)繼電器短路或過載造成損毀時(shí)，通常會(huì)出現(xiàn)燒焦，發(fā)黃或發(fā)黑的現(xiàn)象甚至味道，檢修人員通過直接的觀察就可以進(jìn)行故障的判斷，再對(duì)損壞零部件進(jìn)行維修或更換，即可修復(fù)繼電保護(hù)設(shè)備故障問題，保證繼電保護(hù)的正常運(yùn)行。

4. 4回路拆解法

回路故障是繼電保護(hù)設(shè)備的最常見故障之一，那么查找這類故障原因的有效手段就是采用回路拆解法進(jìn)行排查。對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行回路拆解的方法一般有兩種： 1）對(duì)串聯(lián)回路進(jìn)行拆解 在繼電保護(hù)設(shè)備的串聯(lián)回路中，各段接線和元器件是串聯(lián)相關(guān)的，依次拆解回路中的各個(gè)部件，測(cè)量該部件是否兩端導(dǎo)通，無斷路現(xiàn)象出現(xiàn)，判斷該元件是否正常。 2）對(duì)并聯(lián)電路進(jìn)行拆解 在繼電保護(hù)設(shè)備的并聯(lián)回路中，依次拆解并聯(lián)點(diǎn)的各段接線，觀察現(xiàn)象或測(cè)量該點(diǎn)的電位是否恢復(fù)正常從而判斷故障點(diǎn)所在。

如今，對(duì)于整個(gè)電力行業(yè)而言，在其發(fā)展的過程中，應(yīng)該充分的重視繼電保護(hù)工作，并且，認(rèn)識(shí)到這項(xiàng)工作的重要性。當(dāng)出現(xiàn)的故障問題時(shí)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行全面的分析，除故障本身的排除外，也應(yīng)考慮其他可能出現(xiàn)相同問題的設(shè)備或回路，排除隱患;同時(shí)還需加強(qiáng)繼電保護(hù)的日常巡視和信號(hào)監(jiān)視工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障或缺陷，保證保護(hù)裝置正常運(yùn)行;嚴(yán)格按照反措要求執(zhí)行，消除裝置家族性缺陷，提高保護(hù)裝置的可靠性和抗干擾能力，通過有效的解決措施來處理事故，只有這樣，才能為人們的用電提供安全保障，體現(xiàn)繼電保護(hù)的價(jià)值。

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