對電力系統(tǒng)繼電保護故障的分析與處理研究

張全禮，張林虎

（甘肅省景泰川電力提灌管理局，甘肅 景泰 730400）

繼電保護裝置是電氣系統(tǒng)的重要結構和功能部分，它是保證電氣安全運作，防止事故發(fā)生的不可缺少的設備，它在檢測電氣系統(tǒng)故障的準確而快速的排查中起著至關重要的作用[1]。根據我們在電氣系統(tǒng)繼電保護工作中的經驗，有必要仔細分析強大的繼電保護系統(tǒng)中固有的問題，來排除事故隱患。繼電保護和繼電保護的故障指示通過實施各種目標技術和流程，我們實現了電氣系統(tǒng)繼電保護裝置的連續(xù)和穩(wěn)定運行，并提高了電氣系統(tǒng)的性能和價值。

1 繼電保護裝置概述

所謂的繼電保護裝置就是電氣系統(tǒng)在正常運行中突然發(fā)生故障，或是在系統(tǒng)運作期間出現危害生命或設備安全狀況時，繼電保護可將硬件問題與所有設備隔離開，并激活警報系統(tǒng)。專業(yè)護理人員可以及早發(fā)現人們實際工作中的問題，從而在短時間內消除故障并確定護理的開始。在這樣的條件下，諸如發(fā)電機和輸電線路之類的關鍵設備已經得到大規(guī)模開發(fā)，這有效地減少了損失。

電力系統(tǒng)正常工作情況下，因為繼電保護裝置存在的誤動問題將會使得電力系統(tǒng)原有的備用容量以及多數輸電線路無法正常工作，繼而引發(fā)沉重的經濟損失影響。雖然誤動問題確實會帶來一定的經濟損失影響，但是這些經濟損失多數都能夠控制到電力企業(yè)的承受范圍內；然而，如果出現誤動問題的同時還表現出拒動問題，則很大程度上會讓電力企業(yè)傷筋動骨。在當前的電力發(fā)展背景下，誤動問題以及拒動問題兩者呈現出同等關系作用下的矛盾性，由此明確，在實現繼電保護裝置控制期間，需要將其誤動以及拒動都控制在相對平衡的狀態(tài)，如此才能夠確保整體管理工作順利完成。

2 繼電保護故障分類

2.1 運行故障

運行功能故障是電氣保護輸出中最常見的一種故障。連接裝置的故障可以通過調節(jié)由于工作時間長而引起的局部高溫以及由于該部分的保護裝置故障而導致的開關電路的失靈、二次回路的故障等都是運行故障。通常電力系統(tǒng)功能實現期間很大程度上會被周邊環(huán)境的變化所影響，當環(huán)境條件存在差異的時候，帶給電力系統(tǒng)的影響作用也有很大的差異。同時，考慮到電力系統(tǒng)需要始終都處在運行的模式，就極易出現設備老化或者是腐蝕的問題，使得整體繼電保護的成效下降。此外，考慮到電力系統(tǒng)是始終無休的運轉狀態(tài)，短抑或是高負荷運行的現象普遍存在，要求維修人員高度關注設備的運行問題?；诂F有的大數據分析研究，如繼電保護裝置內出現的潛在運行故障相對偏多時，則很大程度上會誘發(fā)規(guī)模較大的電力安全事故。事故的發(fā)生會導致經濟損失和社會的穩(wěn)定因素出現。因此，針對繼電保護裝置展開定期的運行故障排查與處理很有必要。

2.2 產源故障

開關保護設備內部組件的性能直接影響該設備的安全性能。此外，斷路器的所有功能都可能導致斷路器故障。如果繼電保護裝置中晶體管的操作和整體性能存在缺陷，則該裝置可能會發(fā)生故障或者是在操作過程中發(fā)生錯誤動作，甚至造成不可預估的損失。

2.3 電流互感飽和故障

隨著國民經濟的發(fā)展，各行各業(yè)對電力的需求逐漸增加，各個部門的用電負荷也在增加?，F在，如果在電氣系統(tǒng)的末端附近發(fā)生短路，則短路電流將是額定電流的100 倍。在正常條件下，發(fā)生短路的次數越多，對電流互感器的傷害也就越大。次級電流很低或接近于零，因為當電路縮短時，電流互感器輸入誤差表示飽和狀態(tài)，最終導致的結果是限時開關不能夠保證正常的動作。如果電壓保護裝置拒絕出現在電源插座上，則將對輸入線路部分施加保護，然后中斷電源。

通常，若是電流互感器的額定電流存在異常表現，則能夠明確該情況的導致原因就是電力系統(tǒng)設備末端出現短路故障問題。若是電抑或是電流互感器內的電流約百倍，則明確其故障點極大可能分布在設備的末端區(qū)域，原因就是當電流互感器的時限以及過流保護故障存在故障時，多數都是線路短路使得感應器面臨飽和問題。如此，就能夠更好地執(zhí)行排障工作。

2.4 繼電保護設備選擇不當

繼電保護開關是電力系統(tǒng)的重要組成部分[2]。當前，在大負荷區(qū)域中已經使用了電力系統(tǒng)中的開關設備，變電設備、配電設備和傳輸線的各種電力傳輸系統(tǒng)。對于某些不具有自動保護功能的開關，可以將開關插座或負荷開關、組合繼電保護裝置連接到該開關，以確保繼電保護的正常運行。多數繼電保護開關存在故障問題的誘因是電力系統(tǒng)無法與繼電保護裝置實現功能匹配，由此就要求選用合理的繼電保護設備，對電力系統(tǒng)具有的工作強度情況進行明確的確認，找出系統(tǒng)工作負荷以及繼電保護設備兩者的匹配度。這些年社會經濟的持續(xù)飛速發(fā)展影響下，短期內國內用電需求大規(guī)模增長，很多地區(qū)的電力系統(tǒng)都處在負荷持續(xù)增長的工作狀態(tài)。然而，在用電負荷持續(xù)高速增加的情況下，繼電保護裝置的工作強度卻沒有適當地同步進行升級與調整控制，使得各類故障問題頻現。若是繼電保護裝置長時間都面臨超負荷運行的狀態(tài)，則其開關設備的準確性必將嚴重受損。長此以往，將會使得繼電保護設備無法對電力系統(tǒng)的工作情況進行準確的測定，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行受到嚴重威脅。

3 電力系統(tǒng)繼電保護故障的處理措施

3.1 替換處理

替換處理手段的原理是通過替換與正常操作位置有關的元器件，通過對比來確定故障地點，這樣的操作縮小故障檢測的范圍，替換處理的方法是解決繼電保護裝置故障的最常見的措施，更換通常使用故障排除工具。如果對電源或內置開關的反饋導致微機保護出現問題，就用已在附近備用或臨時檢修的繼電器或插頭來更換它，如果故障消除，則說明故障原因就是該元件的問題，倘若問題仍然存在，就使用這種方法繼續(xù)搜索。例如，在10kV 電路系統(tǒng)中，LFP-941A 微型計算機上的保護指示燈閃爍，并且您不會收到任何故障信息，在這種情況下，很難識別故障原因和故障地點。如果旁邊有同類型的設備，則可以對該設備上的各個插件逐一替換，故障消除時更換的插件位置就是故障發(fā)生的部位，若故障還沒有排除，則檢查處理器有沒有故障。要使用此方法，必須首先確保內部程序及挑線是否與定值芯片匹配，僅當它們相似并且根據實際情況的需要模擬驅動器進行選擇性更換。

3.2 參照處理

參照測試是對異常設備和故障設備進行比較，以對不同位置的設備進行故障排除的比較，通常這種測量方式適用于檢測錯誤和接線故障[3]。或者，如果驗證過程顯示出預期值與測試值之間存在重大差異，但無法確定故障點時，具體解決方案分析如下：（1）即使更換了系統(tǒng)電路的電源或更換了其他設備，二級回路的故障依然存在，任是無法恢復或消除，此時就可以與同一設備連接，如果在用新的控制開關更換布線后開關不能正確打開或關閉，通常是由于恢復過程中次級導線連接不良所致。為了盡可能快地發(fā)現故障，可以通過參考相鄰線路的布線并根據線路標簽一一對照，將會比較容易的找到故障。（2）在設置繼電器替換過程中，若發(fā)現某些繼電器的測試值與設定值之間存在巨大差異，很難確定繼電器特性故障的原因，就對繼電器刻度設定值立即調整，在這種情況下，相同的儀表可用于測量同一電路中的同一類型的繼電器。如果設置正確，則可以了解故障機器故障出現的規(guī)律，獲得發(fā)現和避免其他同類故障的經驗，同時采取適當的措施并應對潛在的危險。從而在此基礎上提高變電、送電系統(tǒng)中同類隱患排除的效率。

3.3 優(yōu)化安全制度

安全系統(tǒng)的優(yōu)化是應對變電站運行中隱患的主要對策之一。在優(yōu)化變送電的安全系統(tǒng)的過程中，有必要逐步調整在變電站當前狀態(tài)下啟動、運行、維護、保養(yǎng)期間發(fā)生的不合理、不適宜的制度，并根據變電運行現狀適當的修改、增補新的制度以強化運行的安全制度[4]。通常，變電站的運行安全系統(tǒng)必須具有清晰的負責人員檢查系統(tǒng)，除了檢查所需的技術要求外，還可以改進和指定變電站的設施檢查，做到“責任到人”，將變電站的維護工作細化和具體化，以執(zhí)行負責人的維護工作，并對整個維護過程進行總體有效性評估，以檢查連續(xù)維護的有效性和結果。根據程序的日常結果對員工進行獎懲，這種機制通過激勵，增強了員工的積極性，另外，在優(yōu)化安全制度的過程中注重對工作失職或是工作表現突出的人員，按獎罰制度實行適當的獎勵或是懲罰措施，這樣不僅激發(fā)了運行人員的責任性和安全意識，而且能夠減少變電運行隱患和故障。

3.4 提升安全意識

提高安全意識是變電站運行工作中杜絕隱患發(fā)生的重中之重。在安全意識的過程中，由于變電站值班人員的不當操作會發(fā)生許多安全事故，因此電力公司需要對安全意識進行日常培訓，時時刻刻的提醒員工必須安全操作。例如，電力部門可以使用工作場所中列出的安全標語，解釋安全事故，觀看事故視頻并進行安全講座。

4 結束語

綜上所述，在日常生活和工作中，若要確保生活用電穩(wěn)定，保證日常工作正常開展，則必須使電力系統(tǒng)能夠正常運行，這就要求我們及時的排除機電保護裝置的故障，同時也要求廣大電力部門在工作中不斷加強對工作人員素質的提高和業(yè)務技能的提升，加強對相關設備的維修和保養(yǎng)，大力減少故障出現的頻率，實現電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，為我國電力建設提供更大的幫助。