電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障處理技術(shù)應(yīng)用

曲亞平 王志

（國家電投集團(tuán)內(nèi)蒙古公司電力分公司 內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市 029200）

近些年來，我國電力行業(yè)發(fā)展迅速，電力系統(tǒng)的建設(shè)規(guī)模也變得越來越大，并且一些相關(guān)設(shè)備和先進(jìn)的技術(shù)被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，對電力系統(tǒng)的維護(hù)也提出了更高的要求。繼電保護(hù)裝置的主要功能為及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)中存在的漏洞，為電力系統(tǒng)的正常平穩(wěn)運(yùn)行提供保障。如何及時(shí)發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)故障，做好對繼電保護(hù)裝置的維護(hù)是目前電力工作人員廣泛關(guān)注的一大問題。通過對繼電保護(hù)出現(xiàn)故障原因進(jìn)行全面分析，能夠?yàn)橹贫ü收咸幚泶胧┨峁┍Ｕ?，進(jìn)而確保電力系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障的常見類型

1.1 運(yùn)行故障

目前，隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們的生活水平得到了顯著的提升，因此其對于電量的需求也在不斷提升，對于早期階段設(shè)計(jì)的電力系統(tǒng)來說，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)尚不完善，線路運(yùn)行情況不佳，并沒有為未來系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大提供充足的空間，所以直接導(dǎo)致電力系統(tǒng)繼電保護(hù)長時(shí)間處于高負(fù)荷的工作狀態(tài)下，所以在經(jīng)過一段時(shí)間的使用后，保護(hù)裝置的運(yùn)行溫度會遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其實(shí)際承受范圍，對其使用性能造成直接影響，引發(fā)運(yùn)行故障，常見的故障問題為開關(guān)誤動作[1]。

1.2 設(shè)備故障

通常情況下，設(shè)備在通過長期的使用后難免會使用壽命縮減，出現(xiàn)一些自然磨損情況，其性能也逐漸下滑，如果在這一過程中沒有對其進(jìn)行有效的保養(yǎng)和維護(hù)，或者及時(shí)更換老舊設(shè)備，極易引發(fā)繼電保護(hù)故障問題[2]。除此之外，在建設(shè)和發(fā)展電力系統(tǒng)的初期階段，如果需要對設(shè)備進(jìn)行更換，則無法對新設(shè)備進(jìn)行全面的檢查和驗(yàn)收，從某種程度上來說也會導(dǎo)致一些性能不佳、質(zhì)量較差的設(shè)備應(yīng)用于繼電保護(hù)體系中，并且在后期應(yīng)用過程中發(fā)生一系列故障問題，產(chǎn)生相應(yīng)的故障問題。

2 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障原因

2.1 設(shè)備運(yùn)行故障

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行狀態(tài)下，設(shè)備運(yùn)行故障具有較高的發(fā)生率。出現(xiàn)故障的主要原因?yàn)槠潇`敏度的不斷下降，并且隨著使用時(shí)間的延長，設(shè)備出現(xiàn)老化或局部損壞的情況。同繼電保護(hù)拒動時(shí)，還有一種導(dǎo)致故障的原因?yàn)槔^電保護(hù)裝置的開關(guān)出現(xiàn)拒合，并且二次電壓回路等因素也會對電壓互感器的運(yùn)行造成嚴(yán)重阻礙[3]。如果工作人員沒有對這一問題進(jìn)行及時(shí)處理，必然會導(dǎo)致二次電路無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。進(jìn)而增加了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障事件。除此之外，如果TV 和AV 之間的比值差數(shù)沒能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)水平，也容易導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)故障，嚴(yán)重影響設(shè)備的工作狀態(tài)，并且電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行無法得到有效保障。

2.2 開關(guān)設(shè)備故障

如果電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置在工作過程中與電力系統(tǒng)之間的匹配存在問題，那么則會導(dǎo)致開關(guān)設(shè)備發(fā)生故障，阻礙電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。從以往電力系統(tǒng)運(yùn)行情況來看，通常線路具有電力輸送的作用，因此勢必要確保開關(guān)設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行。但是一些變電站的開關(guān)不具備自動化的特點(diǎn)，設(shè)備運(yùn)行超負(fù)荷的問題頻頻發(fā)生，對開關(guān)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行形成不利影響。導(dǎo)致開關(guān)設(shè)備故障的主要因素為設(shè)備匹配不合理。在電力系統(tǒng)和繼電保護(hù)裝置關(guān)系中，連接過程中選擇的配電變壓器模塊存在功能匹配適應(yīng)性不佳的問題。主要原因在于電力系統(tǒng)改造過程中，一些變電站開關(guān)自動化水平較低，如果開關(guān)超負(fù)荷則會導(dǎo)致輸電量增加，進(jìn)而發(fā)生老化問題，引發(fā)開關(guān)設(shè)備故障。

2.3 元件損害故障

繼電保護(hù)裝置中電子元件較多，其連接關(guān)系十分復(fù)雜。在具體使用過程中，隨著用電量的不斷增加，因此出現(xiàn)互感器飽和問題，因此導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置電力輸送增加時(shí)，工作負(fù)荷較大，靈敏度下降，對原件造成損害，引發(fā)安全風(fēng)險(xiǎn)問題。工作人員在對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行安裝作業(yè)的過程中，往往需要數(shù)量較多的元件和一些其他配件，所以應(yīng)該對這些元件和配件進(jìn)行全面、嚴(yán)格的檢測，做好質(zhì)量控制工作，這樣才能有效降低設(shè)備故障的發(fā)生率[4]。但是從目前的情況來看，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置中頻頻出現(xiàn)元件損害故障事件，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。例如較為常見的元件損害故障有互感器飽和等，對電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行造成嚴(yán)重的阻礙。

2.4 電流互感器故障

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行狀態(tài)下，工作人員應(yīng)全面了解系統(tǒng)電氣量參數(shù)的變化情況，如果發(fā)現(xiàn)電流有任何異常情況，便表明設(shè)備末端發(fā)生了短路故障。通常情況下，用電負(fù)荷和電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的終端負(fù)荷呈正相關(guān)關(guān)系，這時(shí)電力系統(tǒng)中便會發(fā)生短路故障，短路故障的出現(xiàn)致使系統(tǒng)的電流負(fù)荷持續(xù)增加，進(jìn)而導(dǎo)致其他設(shè)備也出現(xiàn)故障。通常發(fā)生短路時(shí)，電流互感器和短路關(guān)系密切，呈正相關(guān)關(guān)系，電流對繼電保護(hù)裝置的靈敏度有較大影響，導(dǎo)致后者不能有效發(fā)出短路故障指令。

2.5 人為因素

人為因素也是導(dǎo)致電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障的一種主要因素，其主要包括設(shè)計(jì)決策、行為操作不規(guī)范以及后期維護(hù)存在誤差、操作不規(guī)范等問題。因此，人為因素主要體現(xiàn)在操作者專業(yè)能力不足、綜合素質(zhì)不佳方面。在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)部門需要對工作內(nèi)容進(jìn)行全面審核，保證在正式施工前做好技術(shù)交底工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)和操作中存在的問題，解決其中存在的人為故障問題[5]。在后期階段進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)的過程中，對管理人員來說，需要制定完善、詳細(xì)、全面的應(yīng)對措施及方案，并不斷優(yōu)化和完善管理機(jī)制，保證工作人員能夠嚴(yán)格遵守相關(guān)操作流程及規(guī)范，進(jìn)行保養(yǎng)維修作業(yè)，防止在工作過程中因?yàn)檎`操作或者違法相關(guān)規(guī)定導(dǎo)致的人為故障問題。并且，對于一些不可抗因素，如極端氣候等，管理人員需要結(jié)合繼電保護(hù)裝置的特點(diǎn)，提前便制定好有效的防護(hù)措施，防止故障問題出現(xiàn)。

3 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置處理技術(shù)

3.1 故障排查處理技術(shù)

為了能夠解決處理電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障，應(yīng)該充分使用故障排查處理技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)的主要內(nèi)容為排查繼電保護(hù)裝置中的故障點(diǎn)，及時(shí)找出發(fā)生故障的具體位置，為故障的處理提供方便。例如繼電保護(hù)裝置的串聯(lián)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障的幾率較大，使用故障排查處理技術(shù)便可以對該部分進(jìn)行全面排查，有效檢測故障具體位置。并且使用萬能表保護(hù)屏確定給出信號的具體位置[6]。除此之外，在故障位置的確定中使用電位測量法效果明顯，該方法能夠全面檢測二次回路中的電壓及電流，發(fā)現(xiàn)每一節(jié)點(diǎn)上存在的問題，對于開關(guān)設(shè)備故障的分析可靠。負(fù)荷檢測法適用于交流回路故障的處理，明確故障位置后，制定針對性措施進(jìn)行處理，為系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行提供保障。

3.2 設(shè)備參照處理技術(shù)

在故障處理階段，使用設(shè)備參照處理技術(shù)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障的具體位置，為分析故障原因，制定解決措施提供便利。設(shè)備參照處理技術(shù)主要指的是將故障設(shè)備和正常設(shè)備進(jìn)行對比，通過對比分析法找到發(fā)生故障的具體位置，為接下來的故障處理工作提供方便和重要依據(jù)[7]。例如在進(jìn)行電力系統(tǒng)中更換回路的過程中，需要對二次接線后的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行嚴(yán)密觀察和分析，如果二次回路的運(yùn)行情況良好，則可以使用同等設(shè)備，如果二次回路運(yùn)行情況不佳，則需要選擇新的設(shè)備。完成設(shè)備改造之后，無法確保開關(guān)的運(yùn)行，那么便是二次接線發(fā)生故障，需要及時(shí)解決。該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用能夠提高處理效率。因此通過設(shè)備參照處理技術(shù)能夠明確運(yùn)行過程中的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，之后對開關(guān)設(shè)備故障、運(yùn)行故障以及元件損害故障發(fā)生后的故障參數(shù)進(jìn)行比較，結(jié)合參數(shù)對比進(jìn)而直接排查故障發(fā)生的位置。

3.3 設(shè)備分段處理技術(shù)

設(shè)備分段處理技術(shù)主要指首先將設(shè)備進(jìn)行分段，然后依據(jù)相應(yīng)的順序?qū)γ恳环侄芜M(jìn)行處理，該項(xiàng)技術(shù)能夠有效保證電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置故障處理工作的質(zhì)量及效率。例如在處理收發(fā)信機(jī)故障的過程中，可以檢查收發(fā)信機(jī)的運(yùn)行情況，觀察期是否能夠發(fā)信，如果發(fā)現(xiàn)收發(fā)信機(jī)存在故障，便可以使用設(shè)備分段處理技術(shù)對其進(jìn)行分段處理[8]。同時(shí)在光纖通道檢測中對于該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用也十分廣泛，通過自環(huán)通道信號的方法達(dá)到故障檢測的目的，有效處理故障問題。分段處理技術(shù)多應(yīng)用于繼電保護(hù)規(guī)模相對較大。故障具體位置無法明確的情況下。本文將220V 部分電力系統(tǒng)繼電保護(hù)線纜絕緣薄弱故障點(diǎn)分段法查找處理為案例，對設(shè)備分段處理技術(shù)進(jìn)行分析。因?yàn)?20kV 繼電保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，所以需要使用分段處理技術(shù)，首先合理斷開繼電保護(hù)系統(tǒng)中的回路開關(guān)，確保整體保護(hù)回路被合理劃分，分為保護(hù)屏以及戶外回路，之后使用1kV 搖表對各個(gè)回路的絕緣電阻進(jìn)行測量，多數(shù)情況下，每一個(gè)回路絕緣電阻需要高于10MΩ，如果該回路的絕緣電阻不合格，則可以初步明確故障點(diǎn)位置，之后斷開開關(guān)，劃分回路部分，進(jìn)行維護(hù)維修處理，這樣便完成故障分段處理作業(yè)。除此之外，在繼電保護(hù)光纖通道故障排除作業(yè)中使用分段處理技術(shù)，需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行分析，采取對應(yīng)的分段處理方法，保證方法的有效性。光纖通道如果為專用，則需要對兩側(cè)跳線進(jìn)行檢測，哪側(cè)存在問題則表明故障位于哪一側(cè)。

3.4 設(shè)備置換處理法

設(shè)備置換處理法是一種應(yīng)用十分廣泛的故障處理技術(shù)，并且取得了良好的效果，能夠有效提高故障處理效率。該方法主要是對某一設(shè)備運(yùn)行異常進(jìn)行判斷，并使用相同的設(shè)備更換異常設(shè)備，之后全面評估異常設(shè)備元件的性能，有效縮小設(shè)備故障的范圍。這一方法的主要內(nèi)容包括：更換存在問題的設(shè)備，如果該設(shè)備的繼電保護(hù)裝置恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)，則表明其內(nèi)部元件發(fā)生故障；如果完成更換后，繼電保護(hù)裝置仍然處于異常狀態(tài)，則需要全面排查其他部件故障[9]。在置換的過程中，首先需要對采購得到的元件產(chǎn)品進(jìn)行全面的驗(yàn)收和質(zhì)量檢查，明確元件的性能、型號無誤才能正式對其應(yīng)用。在置換安裝時(shí)，需要對元件的外觀進(jìn)行全面檢查，保證其參數(shù)與現(xiàn)場一致，確保其接線準(zhǔn)確，不存在松動的情況，在全部安裝作業(yè)完成后，進(jìn)行絕緣電阻檢測。在檢測的過程中，需要使用1000V搖表測量元件所處回路的對地絕對電阻，確保置換操作的規(guī)范性和準(zhǔn)確性[10]。之后還需要對其進(jìn)行合理調(diào)試，并且基于95%、105%倍的整定值，對各類故障進(jìn)行模擬，將保護(hù)定制校驗(yàn)應(yīng)用于元件保護(hù)工作中，等到結(jié)束調(diào)試，確認(rèn)無誤后，還需要對元件展開其他調(diào)試試驗(yàn)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)格式對其進(jìn)行記錄，確保數(shù)據(jù)的客觀性，為后續(xù)階段維修維護(hù)工作的順利進(jìn)行提供保障。

3.5 設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)

在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障處理中使用設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)能夠大大降低工作中的隱患發(fā)生率，為工作人員的安全提供強(qiáng)有力的保障，并且該項(xiàng)技術(shù)能夠?yàn)檩斪冸娫O(shè)備提供保護(hù)。維護(hù)人員在檢修工作中的工作強(qiáng)度較大，安全隱患較多，如果每一步驟出現(xiàn)失誤，極可能導(dǎo)致嚴(yán)重安全事故，對工作人員的人身安全造成威脅。所以應(yīng)將設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)應(yīng)用于故障處理中，通過該項(xiàng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測所得數(shù)據(jù)制定合理的處理措施，確保設(shè)備維護(hù)工作頻率的合理性[11]。

4 結(jié)語

總而言之，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行狀態(tài)下，極易受到多種因素的影響，進(jìn)而導(dǎo)致故障發(fā)生。為了提高對故障的處理水平，需要相關(guān)工作人員根據(jù)具體情況靈活運(yùn)用各項(xiàng)故障處理技術(shù)，有效提高故障處理工作質(zhì)量及效率，為電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行提供保障。