電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障分析與處理

浦 程，仲相成

（國(guó)網(wǎng)鹽城供電公司，江蘇 鹽城 224000）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)與科技水平的發(fā)展，電子產(chǎn)品的不斷增多，人們對(duì)于電力的依賴(lài)程度也逐漸加深。供電企業(yè)應(yīng)不斷完善自身的供電裝置，確保能夠?qū)崿F(xiàn)持續(xù)、穩(wěn)定的供電，為人們的生產(chǎn)生活提供便利[1]。繼電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)重要的組成部分，只有供電企業(yè)合理運(yùn)用繼電保護(hù)裝置，才能實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。因此供電企業(yè)需要提高對(duì)繼電保護(hù)裝置的重視程度，及時(shí)分析故障原因，并迅速有效地處理。只有這樣才能確保電力系統(tǒng)正常運(yùn)行，為我國(guó)的電力事業(yè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的概念和作用

1.1 繼電保護(hù)的基本內(nèi)涵

繼電保護(hù)裝置是在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)可以迅速可靠動(dòng)作，使斷路器跳閘或發(fā)出告警信號(hào)的一種裝置。該設(shè)備已經(jīng)由最初的單一裝置演變成一套完整的體系，而繼電保護(hù)裝置在其中仍然發(fā)揮著關(guān)鍵的作用，一旦供電系統(tǒng)出現(xiàn)任何異常，該裝置就可以快速分析出故障情況并及時(shí)切斷電源，最大程度地保障居民日常用電安全。

1.2 繼電保護(hù)所發(fā)揮的作用

繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定供電的有效保障，該項(xiàng)工作可以定向識(shí)別電力系統(tǒng)的故障及安全隱患，從而在最短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)小面積切斷電源，將電力系統(tǒng)的故障影響降到最低。繼電保護(hù)裝置也會(huì)發(fā)出相關(guān)的警報(bào)信號(hào)，提醒相關(guān)的工作人員進(jìn)行供電檢修，這樣就能最大程度地實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)供電的安全。繼電保護(hù)最主要的功能就是監(jiān)測(cè)、傳達(dá)與自動(dòng)化遠(yuǎn)程保護(hù)，有了這些功能就可以在被保護(hù)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)第一時(shí)間切斷電源并發(fā)出相關(guān)的警報(bào)，從而提醒值班工作人員進(jìn)行供電檢查，將電力故障的影響降到最低。其次就是對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備的自動(dòng)化操作，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控，保障正常的用電安全[2]。

2 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)常見(jiàn)的故障

2.1 運(yùn)行故障

電力系統(tǒng)的運(yùn)行需要很多設(shè)備之間互相配合，因此在日常的工作中難免會(huì)出現(xiàn)一些故障問(wèn)題，這些問(wèn)題需要及時(shí)地解決處理，才能最大程度地保障用電的持續(xù)穩(wěn)定性及安全性。電力系統(tǒng)中引起運(yùn)行故障的原因有很多，如設(shè)備運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，設(shè)備局部溫度過(guò)高。一旦發(fā)生故障，相關(guān)的繼電保護(hù)裝置就會(huì)失靈，繼而造成運(yùn)行的故障。這些問(wèn)題是無(wú)法避免的，所以一定要加強(qiáng)日常的檢修與監(jiān)督，實(shí)現(xiàn)安全用電。

2.2 繼電保護(hù)裝置故障

一直以來(lái)，繼電保護(hù)裝置質(zhì)量對(duì)于電力系統(tǒng)的整體保護(hù)有著很重要的作用，如果繼電保護(hù)裝置的質(zhì)量不好，就會(huì)造成運(yùn)行中的故障，也就沒(méi)有辦法實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的系統(tǒng)價(jià)值。因此在日常選用繼電保護(hù)裝置過(guò)程中，一定要選用質(zhì)量較好的，這樣就會(huì)最大程度降低設(shè)備運(yùn)行時(shí)的故障幾率，為正常的生產(chǎn)生活提供有效保障，減少機(jī)器設(shè)備使用過(guò)程中發(fā)生故障的幾率。

2.3 電流互感器飽和導(dǎo)致的故障

繼電保護(hù)裝置本身就是一個(gè)小設(shè)備，所以受外界因素的影響比較大，多數(shù)情況下，繼電保護(hù)裝置會(huì)因?yàn)殡姶诺纫蛩氐挠绊懗霈F(xiàn)誤觸現(xiàn)象。因此電流互感器飽和導(dǎo)致的繼電保護(hù)故障也是日常中最常見(jiàn)的一種。電路短路形成較大的沖擊波，造成電流過(guò)大，嚴(yán)重超過(guò)終端設(shè)備的負(fù)荷，造成電力設(shè)備的燒毀。日常生活中的短路情況就是這種故障造成的，再加上有時(shí)會(huì)出現(xiàn)電流感應(yīng)偏低情況，所以就會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，從而造成了電力系統(tǒng)的癱瘓。

2.4 分散性漏電故障

分散性漏電與常規(guī)漏電還是有一定差別的，一般的漏電情況都是集中性的，所以在電力工作人員檢修的時(shí)候比較容易修復(fù)。但是如果出現(xiàn)了分散性漏電，那么整個(gè)電力系統(tǒng)都會(huì)受到影響，尤其是一些電力設(shè)備會(huì)受到相應(yīng)的損壞。這樣一來(lái)就會(huì)大大降低供電的總體水平，嚴(yán)重影響了人們的日常生活。尤其分散性漏電故障的出現(xiàn)頻率是比較高的，所以相關(guān)的工作人員在檢修過(guò)程中也是比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力的，此類(lèi)故障一旦發(fā)生，相關(guān)的電力系統(tǒng)運(yùn)行就會(huì)失調(diào)，因此設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)也會(huì)受到干擾。相關(guān)的繼電保護(hù)工作也無(wú)法正常的開(kāi)展，對(duì)供電的持續(xù)性和穩(wěn)定性產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。

2.5 開(kāi)關(guān)保護(hù)設(shè)備使用不當(dāng)?shù)墓收?/h3>

開(kāi)關(guān)保護(hù)設(shè)備是電力繼電保護(hù)工作中影響最大的一個(gè)設(shè)備，電力系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)裝置如果安排的不合理，那么相關(guān)的繼電保護(hù)工作也就得不到應(yīng)有的保障。尤其是在一些供電站或者電壓器中，如果相關(guān)的開(kāi)關(guān)保護(hù)設(shè)備使用不當(dāng)，就會(huì)造成設(shè)備故障頻發(fā)，其中最主要的表現(xiàn)就是電力系統(tǒng)的負(fù)荷運(yùn)行，對(duì)于供電的穩(wěn)定性及安全性造成了嚴(yán)重的干擾。所以無(wú)論是日常的用電還是供電所及變壓器等設(shè)備，相關(guān)的開(kāi)關(guān)保護(hù)設(shè)備都要選用合格且質(zhì)量良好的，這樣就能夠最大程度地保證用電的安全性，提升我國(guó)整體的用電水平。

3 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)常見(jiàn)故障的解決對(duì)策

3.1 加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)代保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

眾所周知，現(xiàn)代社會(huì)人們對(duì)于電力資源的依賴(lài)程度越來(lái)越高，所以對(duì)應(yīng)的出現(xiàn)一些繼電保護(hù)故障也是在所難免的。因此相關(guān)的電力企業(yè)一定要針對(duì)高發(fā)的故障進(jìn)行問(wèn)題分析，盡最大可能減少故障的發(fā)生頻率，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)系統(tǒng)高效穩(wěn)定的運(yùn)行。在實(shí)際的工作中應(yīng)該積極引進(jìn)先進(jìn)的現(xiàn)代化保護(hù)系統(tǒng)，提高技術(shù)水平的同時(shí)也能夠利用現(xiàn)代科技減少故障的發(fā)生幾率。眾所周知，近些年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科技水平也得到了顯著提升。因此在電力系統(tǒng)工作中應(yīng)該多多引入先進(jìn)的科技設(shè)備，安排專(zhuān)業(yè)的工作人員進(jìn)行繼電保護(hù)系統(tǒng)的檢修與維護(hù)，這樣就可以找到故障原因并進(jìn)行充分分析，最終找到解決方法，將電力安全故障扼殺在搖籃中。例如，現(xiàn)階段電氣企業(yè)可以應(yīng)用智能化的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)保障電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，如圖1 所示，這樣繼電保護(hù)裝置一旦監(jiān)測(cè)到異常情況便會(huì)發(fā)出預(yù)警，防患于未然，真正實(shí)現(xiàn)安全用電[3]。

圖1 網(wǎng)絡(luò)電氣結(jié)構(gòu)框圖

3.2 應(yīng)用科學(xué)的管理系統(tǒng)預(yù)防電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障

在電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)故障發(fā)生時(shí)，相關(guān)的電力企業(yè)應(yīng)該進(jìn)行深刻反思，及時(shí)建立起繼電保護(hù)的管理體制可以有效落實(shí)機(jī)電保護(hù)的保障工作。只有真正明確權(quán)責(zé)，才能有效提高工作的效率，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的全面發(fā)展。尤其是相關(guān)的管理人員應(yīng)該定期開(kāi)展培訓(xùn)，這樣就可以讓工作人員意識(shí)到繼電保護(hù)工作的重要性，同時(shí)能夠提高相關(guān)工作的效率，有效推動(dòng)繼電保護(hù)工作的規(guī)范化運(yùn)行與發(fā)展。而且電力企業(yè)在選用繼電保護(hù)工作人員的時(shí)候，一定要結(jié)合相關(guān)工作人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)、工作經(jīng)驗(yàn)及是否有責(zé)任心等多方面因素綜合選才，這樣才能保證電力系統(tǒng)出現(xiàn)繼電保護(hù)故障時(shí)，工作人員能夠第一時(shí)間解決問(wèn)題，將故障的影響降到最低，實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展。

3.3 運(yùn)用科學(xué)的管理方式預(yù)防故障發(fā)生

建立科學(xué)有效的管理制度現(xiàn)已成為電力系統(tǒng)繼電保護(hù)工作的重點(diǎn)內(nèi)容，這不僅能夠規(guī)范各類(lèi)工作人員的操作，而且還能防患于未然，將故障扼殺在搖籃之中，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的高效運(yùn)行與發(fā)展。基于此，為了更好地解決電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)故障問(wèn)題，相關(guān)的企業(yè)一直在不斷完善管理制度，運(yùn)用合理的方式預(yù)防各種故障發(fā)生。明確責(zé)任，這樣就可以在故障發(fā)生時(shí)第一時(shí)間處理問(wèn)題。繼而在日常的檢修之中，結(jié)合電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)頻發(fā)的故障做好記錄工作，這樣能為以后的電力故障維修提供有效的參考。最后就是在企業(yè)或者部門(mén)內(nèi)部構(gòu)建行之有效的獎(jiǎng)懲制度，這樣能夠充分激發(fā)工作人員的熱情，促使各項(xiàng)工作能夠得到更好的發(fā)展，如圖2 所示。

圖2 輸電線(xiàn)縱聯(lián)保護(hù)框圖

3.4 遵循國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)解決繼電保護(hù)故障

電力資源一直是國(guó)家建設(shè)發(fā)展的根本，所以很多電力企業(yè)的日常工作開(kāi)展都是由國(guó)家補(bǔ)貼與支持的，因此為了更好地保護(hù)電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)的相關(guān)設(shè)備裝置，為電力企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)提供有效保障，國(guó)家應(yīng)該出臺(tái)相關(guān)的政策措施，對(duì)于一些繼電保護(hù)問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，這樣就能夠?yàn)槿粘Ｉ钪械碾娏ο到y(tǒng)繼電保護(hù)故障檢修提供有效參考。同時(shí)相關(guān)的電力企業(yè)應(yīng)該在工作中將國(guó)家的規(guī)定放在首位，然后再結(jié)合市場(chǎng)變化及社會(huì)發(fā)展的實(shí)際情況進(jìn)行工作內(nèi)容的調(diào)整，不斷實(shí)現(xiàn)對(duì)于繼電保護(hù)故障檢修的方法優(yōu)化，為我國(guó)社會(huì)的發(fā)展提供充分的保障。

3.5 電流互感器飽和引起的保護(hù)誤動(dòng)

針對(duì)該項(xiàng)故障，相關(guān)的工作人員應(yīng)該從根本上降低故障的發(fā)生率。首先應(yīng)該根據(jù)電力設(shè)備的實(shí)際需要選用較為安全的電流互感器核算，這樣就可以大大降低繼電保護(hù)的故障率。其次就是在設(shè)備調(diào)試階段進(jìn)行圖紙與現(xiàn)場(chǎng)施工情況的核對(duì)，仔細(xì)閱讀電流互感器的說(shuō)明書(shū)，這樣就可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)設(shè)備的適配，為后期的電力系統(tǒng)正常運(yùn)行提供保障。最后就是用實(shí)際的測(cè)試，確保相關(guān)設(shè)備可以使用。綜上，只有選用合適的電流互感器，才能為后期的用電安全提供保障。

3.6 定值整定問(wèn)題引起的保護(hù)誤動(dòng)及拒動(dòng)

定值整定問(wèn)題是繼電保護(hù)系統(tǒng)工作過(guò)程中最常見(jiàn)的問(wèn)題，針對(duì)此類(lèi)問(wèn)題相關(guān)的電力企業(yè)應(yīng)該對(duì)工作人員進(jìn)行嚴(yán)格的培訓(xùn)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)等措施加強(qiáng)繼電保護(hù)系統(tǒng)的建立。同時(shí)相關(guān)的電力工作人員應(yīng)該及時(shí)建立相關(guān)的繼電保護(hù)檔案，這樣就可以為以后的施工提供優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)參考，提升電力系統(tǒng)的整體水平。當(dāng)然工作人員的技術(shù)培訓(xùn)也是必不可少的，只有不斷培養(yǎng)工作人員的耐心，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的情況及細(xì)節(jié)進(jìn)行準(zhǔn)確的判定，這樣才能根據(jù)相關(guān)的管理規(guī)定對(duì)保護(hù)值進(jìn)行反復(fù)核查，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全性[4]。

3.7 繼電保護(hù)裝置質(zhì)量問(wèn)題引起的保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)

針對(duì)此類(lèi)問(wèn)題，工作人員可以先將繼電保護(hù)裝置的類(lèi)型及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)查，然后再結(jié)合市面上的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行選用。切記一定要選擇與實(shí)際用電量相符合的裝置，這樣才能最大程度地保障用電的安全性。作為繼電保護(hù)系統(tǒng)中最為薄弱的一個(gè)環(huán)節(jié)，相關(guān)的開(kāi)關(guān)設(shè)備應(yīng)該進(jìn)行及時(shí)檢查更換，而且在選用時(shí)一定要注意質(zhì)量與批次是否合格，這樣才能提高繼電保護(hù)裝置的可靠性，為用電安全再添一層保障[5]。

4 35 kV 電網(wǎng)繼電保護(hù)二次回路故障診斷方法設(shè)計(jì)

4.1 方法設(shè)計(jì)

4.1.1 計(jì)算二次回路廣義變比

一般情況下進(jìn)行電網(wǎng)繼電保護(hù)二次回路的故障診斷方法設(shè)計(jì)前應(yīng)該對(duì)二次回路的廣義變比進(jìn)行計(jì)算分析，這樣一來(lái)就可以充分實(shí)現(xiàn)故障診斷設(shè)計(jì)的科學(xué)性，為后期的繼電保護(hù)故障檢修工作提供重要的數(shù)據(jù)參考。

4.1.2 設(shè)計(jì)繼電保護(hù)重疊誤差故障診斷模型

在完成二次回路廣義變比計(jì)算以后，就可以開(kāi)始設(shè)計(jì)繼電保護(hù)重疊誤差故障診斷模型了。在這個(gè)過(guò)程中利用專(zhuān)業(yè)的儀器進(jìn)行測(cè)量，再結(jié)合專(zhuān)業(yè)的設(shè)備獲取相關(guān)的信息，這樣就可以將最終的信息進(jìn)行匯總，設(shè)定重疊誤差的標(biāo)準(zhǔn)。由表1 可知，在數(shù)據(jù)測(cè)量完成后進(jìn)行結(jié)構(gòu)架構(gòu)，根據(jù)相關(guān)重疊誤差的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)，完成繼電保護(hù)重疊誤差故障診斷的模型設(shè)計(jì)。

表1 重疊誤差標(biāo)準(zhǔn)

4.1.3 利用多參量融合法實(shí)現(xiàn)故障診斷方法的設(shè)計(jì)

在完成基本的繼電保護(hù)重疊誤差故障診斷模型建立后應(yīng)該利用多參量融合法對(duì)電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)工作進(jìn)行最終的設(shè)計(jì)。這個(gè)方法就是實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦出現(xiàn)異常情況就必須進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸預(yù)警，然后頂層系統(tǒng)進(jìn)行二次核查，制定出相關(guān)的方案進(jìn)行問(wèn)題的解決，為繼電保護(hù)工作提供有效的保障。

4.2 方法測(cè)試

4.2.1 測(cè)試準(zhǔn)備

本次主要對(duì)35 kV 電網(wǎng)繼電保護(hù)二次回路故障診斷方法實(shí)際應(yīng)用的效果進(jìn)行驗(yàn)證。首先應(yīng)該進(jìn)行環(huán)境測(cè)試，利用最基礎(chǔ)的設(shè)置在不同環(huán)境下的不同情況，達(dá)成測(cè)試的目的。其次就是故障測(cè)試，主要就是依靠繼電保護(hù)重疊誤差故障診斷的模式進(jìn)行測(cè)試，完成相應(yīng)的對(duì)比。而后在保證絕對(duì)安全沒(méi)有影響的情況下開(kāi)始測(cè)試。

4.2.2 測(cè)試結(jié)果

經(jīng)過(guò)上述的測(cè)試，得出了2 組數(shù)據(jù)，具體見(jiàn)表2，相較于傳統(tǒng)的差值故障診斷，重疊故障診斷的誤差是比較小的，這也就表明在故障診斷時(shí)重疊的故障診斷也是較為準(zhǔn)確的，因此最終的診斷結(jié)果也是比較具有實(shí)際參考價(jià)值的。所以在實(shí)際的繼電保護(hù)故障檢測(cè)中應(yīng)該多多采用重疊故障診斷測(cè)試，提高故障檢修的精準(zhǔn)度，為電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供有效保障。

表2 故障診斷測(cè)試結(jié)果對(duì)比

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，繼電保護(hù)裝置是確保電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵所在。由于繼電保護(hù)裝置回路復(fù)雜、零件眾多，較容易發(fā)生故障，針對(duì)不同類(lèi)型的故障，需采取合適的解決辦法，并不斷總結(jié)相關(guān)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，為電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。