電力系統(tǒng)繼電保護(hù)常見故障分析與處理措施

沈桂虎

（南瑞電力設(shè)計(jì)有限公司，江蘇 南京 211100）

現(xiàn)代社會(huì)用電需求的迅猛增加推動(dòng)了電力行業(yè)快速發(fā)展，電力系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模也不斷擴(kuò)大，先進(jìn)的電力技術(shù)及電力設(shè)備應(yīng)用不斷增多，在提高電力系統(tǒng)運(yùn)行效率的同時(shí)，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)的要求也不斷提升。繼電保護(hù)裝置是維護(hù)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵裝置，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行漏洞，并作出保護(hù)動(dòng)作維護(hù)電力系統(tǒng)整體的穩(wěn)定運(yùn)行。

繼電保護(hù)一旦發(fā)生故障，則會(huì)極大地提升電力系統(tǒng)整體的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。因此，需要相關(guān)技術(shù)人員加強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)常見故障的分析，在實(shí)際運(yùn)行中能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)故障，并做好相應(yīng)的處理措施，加強(qiáng)對(duì)繼電保護(hù)的維護(hù)，從而確保電力系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。

1 繼電保護(hù)裝置簡述

電力系統(tǒng)運(yùn)行中，如果任何一個(gè)部件發(fā)生故障問題，則可能會(huì)引起系統(tǒng)內(nèi)復(fù)雜多樣的電力設(shè)備發(fā)生安全風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行安全造成嚴(yán)重威脅。繼電保護(hù)裝置能在電力系統(tǒng)運(yùn)行中各部件發(fā)生故障問題時(shí)，及時(shí)將其進(jìn)行隔離，在第一時(shí)間發(fā)出警報(bào)信息，同時(shí)對(duì)發(fā)電機(jī)、變壓器等重要電力設(shè)備作出有效的保護(hù)動(dòng)作，避免故障問題影響系統(tǒng)整體運(yùn)行，最大限度降低故障問題對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的整體影響[1]。

在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中，繼電保護(hù)裝置如果發(fā)生誤動(dòng)或拒動(dòng)故障，不僅難以為系統(tǒng)運(yùn)行提供有效保護(hù)，同時(shí)還可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)中原本運(yùn)行正常的設(shè)備或者輸電線路被切斷，從而導(dǎo)致電力系統(tǒng)崩潰，引發(fā)嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。因此，加強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的檢查與維護(hù)，避免繼電保護(hù)故障的發(fā)生，是電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要前提。

2 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)常見故障

2.1 開關(guān)設(shè)備故障

繼電保護(hù)裝置的開關(guān)設(shè)備發(fā)生故障，則會(huì)直接影響其穩(wěn)定工作。在電力系統(tǒng)中，如果繼電保護(hù)裝置工作中與其匹配情況存在問題，則會(huì)造成開關(guān)設(shè)備故障問題。在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，輸電線路發(fā)揮著輸送電力的關(guān)鍵作用，因此要求保證開關(guān)設(shè)備穩(wěn)定[2]。但由于在實(shí)際工作中，部分開關(guān)設(shè)備還沒有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，導(dǎo)致經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行的情況，對(duì)開關(guān)設(shè)備的穩(wěn)定性也造成不良影響。引發(fā)開關(guān)設(shè)備故障的主要原因是由于設(shè)備的匹配度不足，在電力系統(tǒng)與繼電保護(hù)裝置的連接中，出現(xiàn)選擇的配電變壓器模板功能匹配適應(yīng)度較低等問題。由于開關(guān)設(shè)備自動(dòng)化水平低，造成開關(guān)超負(fù)荷，輸電量增大，進(jìn)而加速設(shè)備老化引發(fā)故障問題。

2.2 電流互感器飽和故障

電力系統(tǒng)運(yùn)行中，繼電保護(hù)裝置載荷不斷增加，當(dāng)短路電流在系統(tǒng)中持續(xù)運(yùn)行，會(huì)造成電力強(qiáng)度持續(xù)上升，電流互感器發(fā)生飽和故障，進(jìn)而造成繼電保護(hù)電流互感飽和故障發(fā)生。如果短路故障發(fā)生在終端設(shè)備中，電流互感器誤差會(huì)同短路電流呈正比關(guān)系，在進(jìn)行故障檢測過程中，由于電流極大地影響著裝置的敏感度，從而造成繼電保護(hù)裝置不能夠有效發(fā)出指令，及時(shí)作出有效的保護(hù)動(dòng)作，最終引發(fā)一系列問題。

2.3 繼電保護(hù)設(shè)備電壓問題

通常情況下，在繼電保護(hù)裝置中，都包括了重合閘、無壓線路等組成部分，在主變電電壓側(cè)存在雙分支情況時(shí)，先要對(duì)電壓低壓一側(cè)和相鄰的主變電壓之間的關(guān)系進(jìn)行判斷，如果小電源側(cè)投檢同期，大電源側(cè)投檢都沒有達(dá)到電力要求的情況，而且繼電保護(hù)裝置內(nèi)的變壓器出現(xiàn)電力缺乏的問題，就要求其充電完畢后才可以啟動(dòng)設(shè)備自投跳合開關(guān)，控制開關(guān)運(yùn)行。但是，在繼電保護(hù)裝置中，常常發(fā)生充電容量沒有達(dá)到滿足要求時(shí)就已經(jīng)自動(dòng)投入使用的情況，從而引發(fā)了繼電保護(hù)的故障發(fā)生，影響其作用發(fā)揮。

2.4 元件損害故障

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置內(nèi)部構(gòu)造具有復(fù)雜性，是由多種電子元件復(fù)雜連接而成。在繼電保護(hù)裝置運(yùn)行過程中，伴隨用電量不斷增加，互感器飽和問題出現(xiàn)，繼電保護(hù)設(shè)備的電力輸送量加大，導(dǎo)致其承擔(dān)的工作負(fù)荷越來越大，會(huì)對(duì)裝置內(nèi)部的元件造成損害，導(dǎo)致其靈敏度大大降低，繼而影響其運(yùn)行安全。相關(guān)人員在進(jìn)行繼電保護(hù)裝置安裝工作中，需要將非常多種類及數(shù)量的元件以及一些配件進(jìn)行安裝，在安裝作業(yè)中，如果不能對(duì)元件及相關(guān)配件進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢測，加強(qiáng)質(zhì)量控制，就會(huì)在很大程度上增加裝置元件損害故障的發(fā)生率。在現(xiàn)階段實(shí)際工作中，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置元件損害故障發(fā)生的頻率較高，是影響繼電保護(hù)裝置作用發(fā)揮和電力系統(tǒng)運(yùn)行安全穩(wěn)定的重要因素。因此，加強(qiáng)對(duì)繼電保護(hù)裝置元件損害故障的處理，是保障電力系統(tǒng)運(yùn)行安全的重要內(nèi)容。

2.5 人為因素故障問題

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中，人為因素也是造成其故障產(chǎn)生的一個(gè)重要原因。在繼電保護(hù)裝置從設(shè)計(jì)到操作應(yīng)用再到后期維護(hù)的全過程中，由于相關(guān)設(shè)計(jì)、操作、維護(hù)人員的自身專業(yè)能力與職業(yè)水平存在不足，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置設(shè)計(jì)操作過程中出現(xiàn)的問題，解決人為因素造成的故障問題，沒能及時(shí)有效做好繼電保護(hù)設(shè)備的維護(hù)，制定嚴(yán)格完善的設(shè)備維護(hù)與應(yīng)對(duì)措施方案，從而造成了人為故障影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。此外，對(duì)于一些如極端氣候造成的不可抗力因素引發(fā)的故障問題，如果相關(guān)管理人員不能及時(shí)做好有效的預(yù)防應(yīng)對(duì)措施，也容易引發(fā)故障問題出現(xiàn)。

3 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)常見故障處理措施

3.1 加強(qiáng)繼電保護(hù)裝置的日常維護(hù)措施

在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)運(yùn)行中，影響運(yùn)行安全穩(wěn)定的因素較多，因此需要相關(guān)管理人員在日常維護(hù)過程中，能夠制定詳細(xì)完善的維護(hù)與檢修計(jì)劃，確保繼電保護(hù)裝置穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)能夠有效提高設(shè)備工作性能。在實(shí)際工作中，根據(jù)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行情況，針對(duì)性制定設(shè)備的清潔管理制度，包括對(duì)具體清潔范圍和清潔工作要同其他電氣設(shè)備保持適當(dāng)距離等，避免發(fā)生短路對(duì)設(shè)備造成不良影響。同時(shí)，在繼電保護(hù)裝置實(shí)際運(yùn)行中，管理人員還應(yīng)當(dāng)制定設(shè)備檢查方案，通過電位測量、符合檢測等加強(qiáng)對(duì)繼電保護(hù)裝置的綜合檢查，確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障問題，并采取有效解決措施[3]。此外，還需要注意詳細(xì)記錄每次檢修與維護(hù)工作，為后續(xù)相關(guān)工作提供依據(jù)。

3.2 靈活運(yùn)用繼電保護(hù)故障處理方法

當(dāng)前，處理電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障的方法有很多，相關(guān)技術(shù)人員可以靈活采用各種處理方法，及時(shí)進(jìn)行故障的排查與處理，維護(hù)電力系統(tǒng)運(yùn)行安全。

一是參照處理法。運(yùn)用參照處理法能夠有效分析繼電保護(hù)故障，但需要對(duì)各項(xiàng)相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面對(duì)比分析，對(duì)工作人員要求更高。在具體運(yùn)用中，通過借助相關(guān)設(shè)備，檢測獲取繼電保護(hù)裝置在運(yùn)動(dòng)過程中的數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，從而及時(shí)分辨潛在故障，并作出針對(duì)性處理[4]。同時(shí)，在電力系統(tǒng)回路改造中還可以運(yùn)用參照處理法，在改造過程中，如果二次接線的功能不能及時(shí)恢復(fù)正常，則可以通過參照處理法，進(jìn)行系統(tǒng)故障部位的分辨，準(zhǔn)確定位故障部位并進(jìn)行處理，避免其他故障問題的產(chǎn)生。

二是對(duì)比處理法。該方法主要是通過對(duì)型號(hào)、規(guī)模相同的兩臺(tái)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行對(duì)比，從而找出設(shè)備發(fā)生故障的原因，再采取有效處理措施的一種方法。對(duì)比處理法更加直觀并且有效，對(duì)于解決繼電保護(hù)設(shè)備故障發(fā)揮重要作用。在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)際運(yùn)行中，可以通過對(duì)比處理法直接確定繼電保護(hù)裝置故障發(fā)生的部位及原因，并且這種處理方法不需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行拆機(jī)檢修，就能夠定位故障位置，同時(shí)將潛在的故障風(fēng)險(xiǎn)準(zhǔn)確辨認(rèn)出來，及時(shí)做好相應(yīng)的處理，有效避免了繼電保護(hù)裝置頻繁發(fā)生故障情況出現(xiàn)，穩(wěn)定系統(tǒng)整體運(yùn)行。

三是置換處理法。在繼電保護(hù)設(shè)備長期運(yùn)行過程中，可能會(huì)出現(xiàn)某一類故障問題頻繁出現(xiàn)的情況，對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重干擾。針對(duì)這一類故障問題，就可以采用置換處理方法進(jìn)行解決。置換處理法主要是通過運(yùn)用一臺(tái)運(yùn)行正常的設(shè)備，去替換出現(xiàn)運(yùn)行故障的設(shè)備[5]。從實(shí)際操作來看，置換處理法雖然不具有較高的技術(shù)含量，但卻能夠獲得比較滿意的處理結(jié)果，其在實(shí)際應(yīng)用過程中具有較多的優(yōu)勢，包括能夠及時(shí)找出繼電保護(hù)裝置存在的故障并進(jìn)行處理，從而在最快的時(shí)間內(nèi)解決繼電保護(hù)裝置運(yùn)行故障的問題，同時(shí)有效降低工作人員的壓力，使其能夠有足夠的時(shí)間去解決出現(xiàn)故障問題的繼電保護(hù)裝置，進(jìn)而維護(hù)電力系統(tǒng)整體的穩(wěn)定運(yùn)行。

四是分段處理法。該方法在繼電保護(hù)裝置故障處理中較為常用，主要是工作人員通過對(duì)設(shè)備進(jìn)行分段式檢測，根據(jù)故障實(shí)際情況制定具有針對(duì)性處理方案，然后在對(duì)故障按照相應(yīng)的處理順序進(jìn)行處理的方法。同時(shí)，還可以對(duì)裝置內(nèi)部發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行檢測，并根據(jù)其功能的差異，進(jìn)行相應(yīng)的分段處理，從而來提升繼電保護(hù)裝置故障分析與檢測的效率。在完成對(duì)設(shè)備的檢測后，工作人員還可以通過分析各項(xiàng)檢測數(shù)據(jù)之間的差異，確定不同的數(shù)據(jù)差異對(duì)故障發(fā)生的影響。然后，工作人員應(yīng)當(dāng)在相關(guān)檢測設(shè)備中接入負(fù)載，確定故障處理是否有效，保證電力系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，避免不必要的風(fēng)險(xiǎn)問題發(fā)生。

3.3 加強(qiáng)檢修技術(shù)與改造技術(shù)措施應(yīng)用

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，電力行業(yè)相關(guān)技術(shù)水平也得到了迅猛提升，推動(dòng)了整個(gè)行業(yè)的變革，無論是設(shè)備層面或者是技術(shù)層面，都發(fā)生了顯著的變化。對(duì)于繼電保護(hù)裝置故障的有效處理，運(yùn)用相應(yīng)的技術(shù)手段能夠大大提高處理效率。

一方面，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)的應(yīng)用。運(yùn)用設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行檢修，能夠有效降低其運(yùn)行過程中故障的發(fā)生率，為確保電力運(yùn)行安全穩(wěn)定提供重要保障，并且設(shè)備狀態(tài)檢修還可以為輸變電設(shè)備提供有效保護(hù)。維護(hù)人員運(yùn)用設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測電力系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行情況，通過收集分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，確定設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，并能夠?qū)收习l(fā)生進(jìn)行及時(shí)預(yù)警，從而有效降低了設(shè)備故障發(fā)生率。同時(shí)，通過設(shè)備狀態(tài)檢修，還可以確定合理的設(shè)備維護(hù)工作頻率，提高設(shè)備運(yùn)行效率，延長設(shè)備的使用壽命。

另一方面，要加強(qiáng)對(duì)技術(shù)改造措施的應(yīng)用。當(dāng)前，電力行業(yè)信息技術(shù)和設(shè)備不斷更新，在繼電保護(hù)裝置故障處理中，對(duì)于發(fā)生較為嚴(yán)重的故障問題，通常一般簡單的處理措施不能解決問題，只有針對(duì)其則實(shí)際問題進(jìn)行技術(shù)改造處理，通過對(duì)設(shè)備進(jìn)行大規(guī)模的技術(shù)升級(jí)改造，才能夠有效解決設(shè)備存在的故障問題，進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)備的運(yùn)行，提高其工作效率。例如，在繼電保護(hù)裝置電流互感飽和器故障對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性影響較大，通過運(yùn)用新型電子式互感器進(jìn)行技術(shù)改造處理，則可以有效解決這一問題。

3.4 加強(qiáng)對(duì)人為因素風(fēng)險(xiǎn)的控制

在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)運(yùn)行中，人為因素是造成設(shè)備故障的重要原因。因此，電力企業(yè)必須要重視加強(qiáng)對(duì)人為因素風(fēng)險(xiǎn)的控制。

一方面，電力公司應(yīng)當(dāng)制定完善的工作人員培訓(xùn)體系，定期組織工作人員進(jìn)行電力工程的相關(guān)培訓(xùn)，并進(jìn)行相關(guān)考核，提高工作人員的專業(yè)能力和獨(dú)立操作能力。將考核結(jié)果與績效掛鉤，提高工作人員學(xué)習(xí)培訓(xùn)的自主性和積極性。加強(qiáng)對(duì)工作人員基本安全意識(shí)的提升，使其能夠充分了解繼電保護(hù)裝置，重視做好繼電保護(hù)裝置的日常護(hù)理，盡可能降低故障的發(fā)生[6]。

另一方面，制定完善的繼電保護(hù)裝置檢修制度，要求工作人員嚴(yán)格按照制度定期落實(shí)繼電保護(hù)裝置的檢查工作，定期排查裝置內(nèi)部元件及線路運(yùn)行的穩(wěn)定性，消除運(yùn)行故障隱患。尤其是加強(qiáng)對(duì)電流、電壓、電源中可能發(fā)生的故障問題進(jìn)行檢修，確保繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性。此外，電力工作人員還需要加強(qiáng)工作認(rèn)識(shí)，樹立科學(xué)的工作理念，不斷提升自身專業(yè)知識(shí)和操作能力，在面對(duì)繼電保護(hù)裝置故障問題時(shí)，能夠靈活運(yùn)用各種處理方法，有效的解決故障問題，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)語

總而言之，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是關(guān)系到電力運(yùn)行安全與穩(wěn)定的重要內(nèi)容，其發(fā)生故障問題不僅會(huì)影響設(shè)備本身，對(duì)電力系統(tǒng)整體運(yùn)行效率也具有直接影響。因此，在實(shí)際運(yùn)行管理過程中，工作人員必須要重視排查繼電保護(hù)裝置故障問題，及時(shí)進(jìn)行處理解決，從而確保電力系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，這也是促進(jìn)電力企業(yè)穩(wěn)定發(fā)展，維護(hù)電力行業(yè)健康運(yùn)行的重要基礎(chǔ)。