繼電保護(hù)裝置及回路的常見故障及處理措施

王彥

摘 要：通過對繼電保護(hù)技術(shù)的有效應(yīng)用，可以精準(zhǔn)完成對系統(tǒng)故障及系統(tǒng)運行異常情況的診斷判定，進(jìn)而為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供相應(yīng)的保障。就目前來看，我國電力系統(tǒng)的規(guī)模正在日漸擴(kuò)大，故障出現(xiàn)的概率也在快速增加，將嚴(yán)重影響到電力系統(tǒng)的正常運作。文章將簡要分析繼電保護(hù)的常見故障及相應(yīng)處理措施，以求能為相關(guān)單位提供借鑒參考。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù);常見故障;處理措施

中圖分類號：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1064（2021）10-0-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.10.016

繼電保護(hù)能對電網(wǎng)運行情況進(jìn)行監(jiān)測控制，同時記錄相應(yīng)故障出現(xiàn)的位置及其具體性質(zhì)，進(jìn)而為后續(xù)的故障處理工作提供良好的數(shù)據(jù)支撐，帶來一定價值的信息。文章主要分析繼電保護(hù)的常見故障及相關(guān)處理措施，以為繼電保護(hù)裝置及回路故障處理提供相關(guān)經(jīng)驗。

1 繼電保護(hù)的工作原理

繼電保護(hù)裝置的類型多種多樣，設(shè)備間的差異也比較大。但即便差異明顯，其基本工作原理也是相近的，繼電保護(hù)裝置的工作原理如圖1所示。采集模塊可以采集一次設(shè)備的數(shù)字量、模擬量，將采集的量發(fā)送給控制及數(shù)據(jù)處理模塊，處理模塊經(jīng)過固有程序和可整定定值、控制字及可投退壓板綜合運算后，通過輸出模塊輸出相應(yīng)的出口及信號給相應(yīng)的執(zhí)行元件。同時，通訊模塊將相關(guān)信息發(fā)送給監(jiān)控后臺、保護(hù)信息管理等，以實現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)視。人機(jī)交互實現(xiàn)對幾點保護(hù)裝置信息的查看，定值整定。而電源模塊實現(xiàn)裝置所需的工作電源，開入電源等功能[1]。任何環(huán)節(jié)出錯都將會導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置的正常工作受到影響。在檢修工作開展過程中，有必要對繼電保護(hù)裝置的各個模塊進(jìn)行重點檢查及評價，從根本上預(yù)防可能出現(xiàn)的故障，從而完成繼電保護(hù)性的的重要目標(biāo)。

2 繼電保護(hù)的常見故障

繼電保護(hù)的常見故障主要包含內(nèi)部故障及外部故障兩個方面，故障點出現(xiàn)在繼電保護(hù)裝置上的故障為內(nèi)部故障;故障點出現(xiàn)在外部回路或一次設(shè)備，如互感器、輔助觸點等方面屬于外部故障[2]。內(nèi)部故障主要包括硬件故障和軟件故障;外部故障有元器件故障、回路故障、外部電磁干擾故障等。

2.1 硬件故障

繼電保護(hù)裝置從投運伊始，一直處于工作狀態(tài)。內(nèi)部元件長期工作，發(fā)熱等原因更加劇了設(shè)備的老化，從而導(dǎo)致設(shè)備硬件出現(xiàn)故障。常見的有電源板故障、開入板故障、開出板故障、CPU板故障、MMI板故障等多種故障。一般情況下，此類故障會通過裝置自檢發(fā)出告警信息。比如，RAM芯片損壞導(dǎo)致的存儲器出錯、因開出光耦損壞造成跳合出口異常等。

2.2 軟件故障

裝置因定值整定不符合邏輯造成定值校驗出錯，二次額定電流更改后，保護(hù)定值未重新整定造成的定值區(qū)無效;因裝置處于通信傳動調(diào)試狀態(tài)造成的通信傳動報警;線路保護(hù)因縱聯(lián)碼整定錯誤導(dǎo)致的識別碼錯誤;裝置計算的電容電流與實際電容電流不符導(dǎo)致的容抗整定出錯或者補償參數(shù)錯誤等問題，是常見的軟件故障。

在繼電保護(hù)生產(chǎn)研發(fā)過程中，未充分全面地考慮邏輯合理性，或者隨著繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展，舊的邏輯不適應(yīng)新的技術(shù)而導(dǎo)致的軟件故障等。

2.3 外部元器件故障

在保護(hù)的外部回路中，很多元器件由于制造質(zhì)量及運行年限老化等原因造成損壞，比如，斷路器輔助觸點損壞造成的控制回路斷線等;也有因壓力閉鎖回路的元件損壞，導(dǎo)致回路閉鎖等情況。

2.4 回路故障

因設(shè)計不當(dāng)造成寄生回路，是一種十分隱蔽的回路故障。寄生回路往往不能被電氣運行人員及時發(fā)現(xiàn)，時常是在改線結(jié)束后的運行中，或進(jìn)行定期檢驗、運行方式變更、二次切換試驗時，才從現(xiàn)象上得以發(fā)現(xiàn)。由于寄生回路的多樣性，引發(fā)的故障也就不同。有的寄生回路串電現(xiàn)象只在保護(hù)元件動作狀態(tài)短暫的時間里出現(xiàn)，保護(hù)元件狀態(tài)復(fù)歸，現(xiàn)象隨同消失，是一種隱蔽性的二次缺陷。由于寄生回路和圖紙不符，現(xiàn)場故障跡象收集不齊時，查找起來既費時又不方便;而如果不及時查處消除，其就能造成保護(hù)裝置和二次設(shè)備誤動、拒動（回路被短接）、監(jiān)控信號回路錯誤發(fā)信及多種不正常的工作現(xiàn)象，導(dǎo)致運行人員在事故發(fā)生時誤判斷和誤處理，甚至擴(kuò)大事故。

另一種回路故障是因端子排壓接不良，導(dǎo)致回路出現(xiàn)斷點造成的故障?，F(xiàn)場工作中，90%的回路故障均是由于該種原因造成的。這要求繼電保護(hù)人員在工程新建、驗收、定期檢驗的各個環(huán)節(jié)養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣，以杜絕此類回路故障。

3 繼電保護(hù)常見故障的處理方法

針對繼電保護(hù)裝置及回路的各類故障，常見的處理方法有以下四種：

3.1 替換法

用好的或認(rèn)為正常的相同元件代替懷疑的或認(rèn)為有故障的元件，來判斷它的好壞，可快速縮小故障范圍。這是處理保護(hù)裝置內(nèi)部故障的常用方法。一些微機(jī)保護(hù)故障，或一些內(nèi)部回路復(fù)雜的單元繼電器，可用附近備用或暫時處于檢修的插件、繼電器取代它。如故障消失，說明故障在換下來的元件內(nèi)，否則還得繼續(xù)在其他地方查故障。

3.2 對比法

通過正常與非正常設(shè)備的技術(shù)參數(shù)對照，從不同處找出不正常設(shè)備的故障點。此法主要用于檢查認(rèn)為接線錯誤，定值校驗過程中發(fā)現(xiàn)測試值與預(yù)想值有較大出入，又無法斷定原因之類的故障。在進(jìn)行回路改造和設(shè)備更換后，二次接線不能正確恢復(fù)時，可參照同類設(shè)備接線。在繼電器定值校驗時，如發(fā)現(xiàn)某一只繼電器的測試值與其整定值相差甚遠(yuǎn)，此時不可輕易判斷此繼電器特性不好，或馬上去調(diào)整繼電器上的刻度值，可用同只表計去測量其他相同回路的同類繼電器進(jìn)行比較。

3.3 短接法

將回路的某一段或一部分用短接線接入為短接，來判斷故障是存在于短接線范圍內(nèi)，還是其他地方，以此縮小故障范圍。此法主要用于電壓回路開路、切換繼電器不動作、判斷控制等轉(zhuǎn)換開關(guān)的接點是否接好等類型的故障。

3.4 逐一排除法

解開并聯(lián)在一起的二次回路順序，然后再逐一接回，一旦故障出現(xiàn)，就表明故障存在哪路。再在這一路內(nèi)用同樣的方法查找更小的分支路，直至找到故障點。此方法主要用于查直流接地，空開無法合閘等故障。如直流接地故障，先通過拉路法，根據(jù)負(fù)荷的重要性，分別短時拉開直流屏所供直流負(fù)荷各回路，切斷時間不得超過3秒;當(dāng)切除某一回路時故障消失，則說明故障就在該回路之內(nèi)，再進(jìn)一步運用拉路法，確定故障所在的支路。再將接地支路的電源端端子分別拆開，直至查到故障點。如電壓互感器二次空開脫扣，回路存在短路故障，或二次交流電壓互串等，可從電壓互感器二次短路相的總引出處將端子分離，此時故障消除。然后逐個恢復(fù)，直至故障出現(xiàn)，再分支路依次排查。

4 繼電保護(hù)裝置及回路常見故障的處理措施

裝置硬件和外部元器件故障，可以通過外觀檢查及工作工況檢查來初步判斷。在初步判斷的基礎(chǔ)上再采用替換法進(jìn)行查找處理，用確定正常的板件或元器件去替換故障裝置的板件或元器件，來檢查故障是否消除[3]。確認(rèn)故障元器件后，通過更換元器件或板件進(jìn)行故障處理。

軟件故障一般參照裝置說明書，根據(jù)故障現(xiàn)象對照檢查可能出現(xiàn)的問題。通常采用對比法進(jìn)行判別。針對該類設(shè)備故障，廠家在說明書內(nèi)會給出處理建議及處理措施。一般情況，需要聯(lián)系廠家技術(shù)人員進(jìn)行解決處理，一般進(jìn)行程序升級或者元件、板件更換。

回路故障常采用電位法和對比法進(jìn)行檢查處理。在回路發(fā)生故障時，應(yīng)根據(jù)圖紙進(jìn)行電位分析，再根據(jù)電位分析逐步檢查，確定故障點。確定故障點后分析故障發(fā)生的原因，是元器件損壞還是回路接觸不良，或者其他原因，再采取相應(yīng)的處理措施。

5 結(jié)語

總而言之，繼電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分，同時也是保障其穩(wěn)定完整運作的基礎(chǔ)支撐。所以，繼電保護(hù)工作者需要具備扎實的基礎(chǔ)知識儲備和實踐應(yīng)用能力，并結(jié)合實際經(jīng)驗總結(jié)各種故障發(fā)生的原因及常見排查方法。熟悉了解電力系統(tǒng)的基本知識、明確發(fā)生事故后的分析方法、明確如何尋找缺陷的步驟等，這樣才能夠切實有效地促進(jìn)繼電保護(hù)裝置的安全正常運作。隨著現(xiàn)代社會的飛速發(fā)展，繼電保護(hù)技術(shù)已經(jīng)逐漸朝向智能化、自動化和數(shù)字化的方向建設(shè)和發(fā)展。在開展實際工作的過程中，有必要充分結(jié)合繼電保護(hù)發(fā)展的新特征，精準(zhǔn)分析常見的運行故障，以此保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

參考文獻(xiàn)

[1] 姚雄，劉偉浩.220kV智能變電站繼電保護(hù)及自動化分析[J].電子技術(shù)與軟件工程，2021（9）：215-216.

[2] 李斌，單中闖，閆志強，等.配電自動化模式下配電網(wǎng)保護(hù)的模式選擇和整定計算[J].東北電力技術(shù)，2021，42（3）：6-10.

[3] 黃行星，童嘯霄.繼電保護(hù)與配電自動化配合的配電網(wǎng)故障處理[J].電子世界，2021（2）：188-189.