電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及故障檢測(cè)分析

曹柯 李媛媛 四川宏業(yè)電力集團(tuán)有限責(zé)任公司益森電力工程分公司

我國(guó)歷來(lái)非常重視電網(wǎng)建設(shè)，現(xiàn)階段城鄉(xiāng)電網(wǎng)不斷完善健全。如何確保電網(wǎng)正常運(yùn)行，電力企業(yè)需要切而實(shí)際的有效方法，而繼電保護(hù)就是其中的一種。如果電力系統(tǒng)突然出現(xiàn)了故障，此時(shí)，繼電保護(hù)裝置就會(huì)突然斷開(kāi)，避免故障線(xiàn)路處于工作狀態(tài)，從而保證其他線(xiàn)路的正常運(yùn)作，避免大面積停電的情況發(fā)生，把停電對(duì)生產(chǎn)生活的影響降到最低限度。及時(shí)查找出問(wèn)題、果斷采取應(yīng)對(duì)措施，是對(duì)一個(gè)電工維修技術(shù)的考驗(yàn)?？焖倥懦收?，確保電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，是電力公司追求的主要目標(biāo)。在實(shí)際工作中，電力系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)不同的問(wèn)題，而在降低損失方面，繼電保護(hù)發(fā)揮了不可替代的作用。

一、繼電保護(hù)裝置概述

所謂的繼電保護(hù)裝置就是電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行中突然發(fā)生故障，或是在系統(tǒng)運(yùn)作期間出現(xiàn)危害生命或設(shè)備安全狀況時(shí)，繼電保護(hù)可將硬件問(wèn)題與所有設(shè)備隔離開(kāi)，并激活警報(bào)系統(tǒng)。專(zhuān)業(yè)護(hù)理人員可以及早發(fā)現(xiàn)人們實(shí)際工作中的問(wèn)題，從而在短時(shí)間內(nèi)消除故障并確定護(hù)理的開(kāi)始。在這樣的條件下，諸如發(fā)電機(jī)和輸電線(xiàn)路之類(lèi)的關(guān)鍵設(shè)備已經(jīng)得到大規(guī)模開(kāi)發(fā)，有效地減少了損失。

電力系統(tǒng)正常工作情況下，因?yàn)槔^電保護(hù)裝置存在的誤動(dòng)問(wèn)題將會(huì)使得電力系統(tǒng)原有的備用容量以及多數(shù)輸電線(xiàn)路無(wú)法正常工作，繼而引發(fā)沉重的經(jīng)濟(jì)損失影響。雖然誤動(dòng)問(wèn)題確實(shí)會(huì)帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)損失影響，但是這些經(jīng)濟(jì)損失多數(shù)都能夠控制到電力企業(yè)的承受范圍內(nèi)；然而，如果出現(xiàn)誤動(dòng)問(wèn)題的同時(shí)還表現(xiàn)出拒動(dòng)問(wèn)題，則很大程度上會(huì)讓電力企業(yè)傷筋動(dòng)骨。在當(dāng)前的電力發(fā)展背景下，誤動(dòng)問(wèn)題以及拒動(dòng)問(wèn)題兩者呈現(xiàn)出同等關(guān)系作用下的矛盾性，由此明確，在實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置控制期間，需要將其誤動(dòng)以及拒動(dòng)都控制在相對(duì)平衡的狀態(tài)，如此才能夠確保整體管理工作順利完成[1]。

二、繼電保護(hù)裝置的重要意義

（一）保持電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行

電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于社會(huì)生產(chǎn)和群眾的日常生活都有著重要的影響，繼電保護(hù)裝置可以維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，確保電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，還可以對(duì)出現(xiàn)的故障進(jìn)行一個(gè)詳細(xì)的分析，可以及時(shí)了解到發(fā)生故障的原因，從而可以快速地解決問(wèn)題，避免故障發(fā)生時(shí)間過(guò)長(zhǎng)對(duì)設(shè)備造成損害，使得電力系統(tǒng)可以長(zhǎng)時(shí)間的正常運(yùn)行，保障了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

（二）監(jiān)控電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況

繼電保護(hù)裝置可以反映電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，使得電力工作者可以隨時(shí)對(duì)各種設(shè)備的運(yùn)行狀況有一個(gè)很好的監(jiān)控和了解，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的隱患，通過(guò)設(shè)備發(fā)出的各種信號(hào)判斷出設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，針對(duì)設(shè)備的現(xiàn)狀做出一定的措施，這樣才能更好地維持電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。繼電保護(hù)裝置還可以把信號(hào)傳輸給繼電保護(hù)自動(dòng)控制設(shè)備，從而對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，使電力系統(tǒng)可以正常運(yùn)行。

三、電力繼電保護(hù)的故障分析

（一）開(kāi)關(guān)設(shè)備方面

繼電保護(hù)設(shè)備的復(fù)合開(kāi)關(guān)、組合設(shè)備開(kāi)關(guān)屬于常見(jiàn)設(shè)備，作用方式、地點(diǎn)等存在明顯差異。復(fù)合開(kāi)關(guān)應(yīng)用在進(jìn)口開(kāi)關(guān)線(xiàn)柜中，常用在變壓器出口位置中的線(xiàn)柜一般都是熔斷器開(kāi)關(guān)，在開(kāi)關(guān)設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用中，遵照實(shí)際情況進(jìn)行選擇使用，應(yīng)用方式不合理會(huì)致使電路系統(tǒng)出現(xiàn)故障問(wèn)題，因此一定要進(jìn)行合理選擇。如果設(shè)備故障出現(xiàn)問(wèn)題，需先判斷電網(wǎng)是否有異常情況，如沒(méi)有則故障原因可能是開(kāi)關(guān)質(zhì)量不佳導(dǎo)致。

（二）運(yùn)行過(guò)程故障

在繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中，還會(huì)存在許多的故障問(wèn)題，這些都是不可避免的，主要是因?yàn)槔^電保護(hù)設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行過(guò)程中導(dǎo)致某一部分的溫度過(guò)高，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)故障。電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中主要體現(xiàn)在變差保護(hù)開(kāi)關(guān)拒合，電壓互感器還會(huì)出現(xiàn)二次電壓回路的狀況，在實(shí)際的電力運(yùn)行過(guò)程中電壓互感器內(nèi)的零件還會(huì)出現(xiàn)損失或者滑落的情況，因?yàn)殡妷夯ジ衅魇菣C(jī)電保護(hù)裝置最基礎(chǔ)的部分，如果電壓互感器出現(xiàn)了問(wèn)題及會(huì)導(dǎo)致機(jī)電保護(hù)裝置不能很好地發(fā)揮作用，后續(xù)的裝置發(fā)揮不出原本的作用。

（三）干擾絕緣因素

電力絕緣因素對(duì)于電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置會(huì)產(chǎn)生很大的影響，在正常的情況下，電力保護(hù)裝置的外部都會(huì)包裹著絕緣皮，但是長(zhǎng)年累月的使用就會(huì)導(dǎo)致外部的絕緣皮慢慢脫落，這樣在不良天氣下繼電保護(hù)裝置的安全就無(wú)法得到保障，所以要定期對(duì)繼電保護(hù)裝置的線(xiàn)路進(jìn)行檢查，確保線(xiàn)路外部絕緣皮的完整，減少繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)問(wèn)題的可能。在繼電保護(hù)裝置中沒(méi)有連接抗干擾電容，這樣導(dǎo)線(xiàn)阻抗過(guò)小，周?chē)拇艌?chǎng)過(guò)大就會(huì)產(chǎn)生一定的影響。

（四）互感器出現(xiàn)飽和

在社會(huì)發(fā)展過(guò)程中，對(duì)于電力的需求越來(lái)越多，很多的設(shè)備和生產(chǎn)都需要依靠電力來(lái)解決，這樣社會(huì)所需的電容量就會(huì)逐漸增加使得電力設(shè)備的負(fù)荷隨之增加，電力系統(tǒng)所輸送的電流就會(huì)超出預(yù)估值，這樣電流互感器就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題還會(huì)出現(xiàn)一定的誤差。在電流短路的情況下，電流互感器會(huì)瞬間飽和，這樣就會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)設(shè)備無(wú)法對(duì)通過(guò)的電流進(jìn)行有效的辨別，導(dǎo)致電力系統(tǒng)無(wú)法正常工作，對(duì)社會(huì)生產(chǎn)和群眾日常生活造成影響。

四、繼電保護(hù)故障檢測(cè)方法介紹

（一）參照法

對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行日常檢測(cè)的最常用的方法就是參照法。通過(guò)這個(gè)方法對(duì)繼電保護(hù)故障進(jìn)行檢測(cè)，需要使用它的正常數(shù)據(jù)作為參考。通過(guò)對(duì)繼電保護(hù)裝置里的參數(shù)進(jìn)行大量的比對(duì)和分析，從而才能找出故障所在的具體位置，以及找出排除故障的其他相關(guān)因素，為徹底排除故障打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。一旦發(fā)生接線(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候，工作人員的通常做法是，利用參照法對(duì)故障進(jìn)行及時(shí)檢測(cè)，確保以最快速度排除故障。同路改造是電力系統(tǒng)經(jīng)常面對(duì)的工作任務(wù)，在改造過(guò)程中，通常的做法是對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行更換。但是，在運(yùn)行一段時(shí)間后，就會(huì)發(fā)生同路接線(xiàn)困難等問(wèn)題，在這種情況下，只能按照參照法進(jìn)行故障排除處理。在檢測(cè)的過(guò)程中，檢測(cè)出來(lái)的數(shù)值和繼電保護(hù)裝置的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值之間誤差比較大，對(duì)繼電保護(hù)裝置的問(wèn)題就不好判斷，這時(shí)候不應(yīng)該對(duì)設(shè)備的刻度指示進(jìn)行常規(guī)化的調(diào)整。正常的做法是，應(yīng)該對(duì)其他元件進(jìn)行檢測(cè)并分析，從而進(jìn)行綜合分析。在處理問(wèn)題的過(guò)程中，確保繼電保護(hù)裝置是同一個(gè)回路是基本的要求。如果檢測(cè)的結(jié)果真實(shí)可靠，而且確信裝置存在問(wèn)題，就要及時(shí)進(jìn)行更換處理。

（二）分段法

在日常的維護(hù)工作中，分段法也是常用的檢測(cè)方法。按照這個(gè)檢測(cè)方法，首先要對(duì)系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行劃分，根據(jù)一定的順序?qū)υO(shè)備逐個(gè)進(jìn)行檢查并找出故障。在這個(gè)檢測(cè)過(guò)程中，對(duì)高頻保護(hù)收發(fā)機(jī)的定期檢測(cè)是重要的內(nèi)容，查的內(nèi)容主要包括兩部分：一是檢查設(shè)備的運(yùn)行是否正常。二是檢查接收信號(hào)的情況。通過(guò)分段法的方式進(jìn)行劃分，從而對(duì)收發(fā)機(jī)和大型設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行檢測(cè)，這種檢測(cè)的方法就叫分段法。這種檢測(cè)的方法必須確保通道的通暢，在通道通暢的情況下接入相應(yīng)的負(fù)載。完成以上工作以后再結(jié)合通道情況對(duì)繼電保護(hù)的故障進(jìn)行初步判斷，找出故障存在的具體位置，并采取必要的措施進(jìn)行處理，確保電網(wǎng)的安全[2]。

（三）替換法

在實(shí)際工作中還有第3 種檢測(cè)的方法——替換法。這種方法比較容易理解，按照通常的說(shuō)法，當(dāng)保護(hù)裝置里的某個(gè)元件出現(xiàn)故障的時(shí)候，就找相同的元件替換它，然后，對(duì)使用的情況進(jìn)行檢查。這通常出現(xiàn)兩種情況：第1 種情況是把元件替換了以后，系統(tǒng)馬上運(yùn)行正常，這種情況說(shuō)明問(wèn)題出在元件上；第2 種情況是把元件替換上去后故障依然存在，這種情況說(shuō)明，問(wèn)題不是出在元件上，最初的判斷是錯(cuò)誤的，所以要繼續(xù)查找故障的位置。和前面介紹的兩種方法相比，前面的方法相對(duì)復(fù)雜，而且技術(shù)含量太高，而這種方法比較簡(jiǎn)單而且容易操作，因此，在實(shí)際工作中的運(yùn)用相對(duì)廣泛。但是，這個(gè)辦法也有一個(gè)缺陷，就是查找故障比較浪費(fèi)時(shí)間，使得故障不能及時(shí)排除。

五、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)問(wèn)題常見(jiàn)解決對(duì)策

（一）提升工作人員的專(zhuān)業(yè)能力

電力工作人員的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)和技能，是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要前提。因此，需要不斷強(qiáng)化工作人員的技術(shù)水平。可以通過(guò)在職培訓(xùn)等方式，提升電力工作人員的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能；通過(guò)引進(jìn)高素質(zhì)人才，實(shí)現(xiàn)高效率的工作要求；需要改善考核機(jī)制中不合理的部分，確保績(jī)效考核體現(xiàn)公平公正和激勵(lì)員工的作用，促使工作人員對(duì)崗位工作積極熱情，準(zhǔn)確有效地應(yīng)對(duì)繼電保護(hù)工作中的各類(lèi)問(wèn)題，掌握繼電保護(hù)的技術(shù)前沿。

（二）提升設(shè)備的裝備水平，建立合理的繼電保護(hù)系統(tǒng)

設(shè)備技術(shù)水平的提升，對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)性能的改善具有重要作用。在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)工作中，應(yīng)當(dāng)不斷提高元器件的裝備水平，滿(mǎn)足繼電保護(hù)的要求。從實(shí)際情況出發(fā)，需確保元器件滿(mǎn)足技術(shù)指標(biāo)的要求。同時(shí)，與繼電保護(hù)相關(guān)的各項(xiàng)制度需要不斷完善，如運(yùn)行、維護(hù)和檢修方面，需要有明確的規(guī)章制度，確保設(shè)備檢修和維護(hù)工作有序展開(kāi)，從而保證繼電保護(hù)裝置正常工作。此外，需要考慮措施的科學(xué)性，可以通過(guò)參照對(duì)比法、置換法等及時(shí)排查設(shè)備元器件中潛在的或已出現(xiàn)的故障，從而保障繼電保護(hù)裝置安全運(yùn)行。

（三）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的不斷應(yīng)用，電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)得到了長(zhǎng)足發(fā)展。因此，技術(shù)人員需要在電力系統(tǒng)尤其是繼電保護(hù)裝置中融合智能技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，以增強(qiáng)繼電保護(hù)裝置的自動(dòng)化水平，同時(shí)可以對(duì)監(jiān)控設(shè)備和遠(yuǎn)程的終端單元進(jìn)行自動(dòng)化控制，從而更便捷地傳輸電力信息。

（四）強(qiáng)化自適應(yīng)裝置

如果電力系統(tǒng)出現(xiàn)突發(fā)狀況，則可以通過(guò)繼電保護(hù)自適應(yīng)裝置進(jìn)行解決。這種自適應(yīng)控制措施能夠更好地分析突發(fā)情況，及時(shí)準(zhǔn)確地啟動(dòng)解決選項(xiàng)。通過(guò)強(qiáng)化自適應(yīng)裝置，可以更有效地保障用戶(hù)的安全用電。這種自適應(yīng)控制措施是對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)的加強(qiáng)，在保護(hù)效率方面的能力更強(qiáng)，且在國(guó)內(nèi)外電力系統(tǒng)應(yīng)用中發(fā)揮了重要作用。所以，可以通過(guò)這種方式來(lái)解決繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)用中經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題，確保繼電保護(hù)裝置穩(wěn)定運(yùn)行。

（五）繼電保護(hù)設(shè)備的日常保護(hù)

對(duì)于繼電設(shè)備進(jìn)行日常的維護(hù)和管理是為了確保機(jī)電設(shè)備的正常工作，不對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生影響，使得電力維護(hù)工作人員可以提前發(fā)現(xiàn)一些隱藏的問(wèn)題，還可以及時(shí)地檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀況，制定合理的維護(hù)計(jì)劃，確定維護(hù)工作的標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)規(guī)定，讓維修工作人員可以有一個(gè)參考標(biāo)準(zhǔn)，使其他的電力設(shè)備與繼電保護(hù)設(shè)備之間保持一定的距離，防止電流短路對(duì)設(shè)備的影響。還有就是在設(shè)備的維護(hù)管理階段，工作人員要進(jìn)入繼電保護(hù)裝置的內(nèi)部進(jìn)行一個(gè)全面的檢查，對(duì)設(shè)備進(jìn)行全方位的分析，可以及時(shí)發(fā)展裝置內(nèi)存在的故障，及時(shí)采取措施進(jìn)行控制，還要對(duì)檢測(cè)維護(hù)的過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)地記錄，為之后出現(xiàn)相似的情況提供參考作用，保證基點(diǎn)保護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行[3]。

六、結(jié)束語(yǔ)

在電網(wǎng)的運(yùn)行過(guò)程中，離不開(kāi)繼電保護(hù)。如今的電網(wǎng)系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，在維護(hù)電網(wǎng)安全運(yùn)行方面發(fā)揮著重要作用。但在實(shí)際操作中，繼電保護(hù)裝置也經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)故障，因此及時(shí)檢測(cè)繼電保護(hù)故障并進(jìn)行排除，對(duì)確保電網(wǎng)安全運(yùn)行意義非同尋常。