電力系統(tǒng)繼電保護設備常見的故障及解決策略

張力兵，劉楊洋

（國網(wǎng)承德供電公司，河北 承德 067000）

在時代進步中，電力行業(yè)面臨諸多機遇和挑戰(zhàn)，電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行是推動時代發(fā)展的基礎[1]。繼電保護設備對于電力系統(tǒng)是非常重要的，可以為電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行，社會發(fā)展奠定良好的基礎。在新的經(jīng)濟發(fā)展階段，電力系統(tǒng)需要進行重組和擴建，電力企業(yè)人員應當認識到繼電保護設備的應用價值，重視繼電保護設備常見故障的監(jiān)測力度，才能確保電力系統(tǒng)繼電保護設備的性能發(fā)揮[2]。繼電保護設備是電力系統(tǒng)的關鍵設備之一，直接影響到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，一旦電力系統(tǒng)運行中產(chǎn)生故障問題，繼電保護設備會立即啟動，在不用切斷電力運行的情況下找出故障，并且對故障產(chǎn)生位置進行明確，也可以將故障問題和其他設備分離處理，降低故障問題的影響，觸發(fā)相應的故障警報，便于維修人員及時進行處理，確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定，為國民經(jīng)濟發(fā)展提供源源不斷的電能供應。

1 繼電保護設備的作用

電力系統(tǒng)是由諸多部分組成，運行過程復雜程度高，其中涉及發(fā)電系統(tǒng)、輸電系統(tǒng)、配電系統(tǒng)等，每個系統(tǒng)都是由不同子系統(tǒng)組成。基于電力系統(tǒng)組成呈現(xiàn)復雜性，不同系統(tǒng)都是由子系統(tǒng)組成的，有著獨立的控制系統(tǒng)，發(fā)揮控制系統(tǒng)作用，共同確保各個部分安全穩(wěn)定運行，為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定奠定良好的使用基礎，為人民群眾提供高質(zhì)量的供電服務[3]。電力系統(tǒng)也是由很多元件組成的，和其他系統(tǒng)有著很大差異，在與各個元件之間的聯(lián)系性非常強。如果保護機制不夠健全，一旦其中一個元件產(chǎn)生問題，就會對整個電力系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，甚至造成系統(tǒng)出現(xiàn)癱瘓。如果某個部分產(chǎn)生故障，應當最快速度找到故障位置，并且使用針對性的解決措施，采用定期檢查和維護兩種方式保障設備安全，逐步實現(xiàn)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。當前，電力系統(tǒng)中的元件故障問題是無法規(guī)避的且頻繁產(chǎn)生的，這需要維護人員有著很強的綜合素質(zhì)，能夠在元件出現(xiàn)故障后及時找到故障位置，從而對故障進行解決[4]。如果處理故障速度很慢，故障會對元件產(chǎn)生重大損傷，甚至開始形成二次傷害。元件故障處理的時效也會影響元件的使用性能，對元件造成的損傷程度越高，元件受到損失的程度也會更高。

繼電保護設備主要產(chǎn)生的作用是確保電力系統(tǒng)在故障產(chǎn)生或者異?，F(xiàn)象出現(xiàn)時，能夠按照設定好的程序?qū)﹄娏ο到y(tǒng)中的故障問題進行識別，分析故障影響電力系統(tǒng)的程度，并且全面收集故障數(shù)據(jù)資料，找出故障產(chǎn)生的原因，將其上傳到數(shù)據(jù)庫中，對出現(xiàn)故障的元件進行調(diào)整優(yōu)化，降低此類故障的產(chǎn)生概率。從現(xiàn)階段電力系統(tǒng)而言，繼電保護設備可以在很短的時間內(nèi)找出故障位置，也可以提出相應的處理方法，降低電力系統(tǒng)產(chǎn)生安全故障的概率，確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行[5]。從整體層面而言，繼電保護設備可以產(chǎn)生三個作用。一是能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)各個設備的使用情況進行監(jiān)測，收集各項設備的運行數(shù)據(jù)，一旦設備產(chǎn)生問題后，可以從數(shù)據(jù)資料分析出故障產(chǎn)生原因，也可以找到出現(xiàn)故障的元件，對其進行科學合理的調(diào)整優(yōu)化，確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定。二是信息共享平臺可以將電氣設備運行過程產(chǎn)生的參數(shù)傳輸給維護人員，如果參數(shù)產(chǎn)生異?，F(xiàn)場或者故障警報，可以及時提醒維護人員，確保維護人員更快速度發(fā)現(xiàn)問題，也可以使用正確的方式解決故障，降低安全事故產(chǎn)生的概率。三是可以推動電力系統(tǒng)自動化速度，繼電保護設備可以對電力系統(tǒng)中使用的電力設備進行遠程操作，有利于推動電力行業(yè)持續(xù)發(fā)展。

2 電力系統(tǒng)繼電保護設備常見故障分析

2.1 源頭性故障

該類故障在繼電保護設備中出現(xiàn)頻繁，源于軟硬件配置上形成的故障。例如，繼電保護設備中的電路如果出現(xiàn)短路或者接地，就會對繼電保護設備使用性能產(chǎn)生影響，也會影響到其他電氣設備的使用。并且，繼電保護設備中涉及到很多軟硬件，如果不能滿足國家現(xiàn)有的規(guī)定，也會降低使用壽命，頻繁出現(xiàn)損壞，這是源頭性故障非常常見的一種。

2.2 運行性故障

一般情況下，繼電保護設備在使用中會受到內(nèi)外部諸多因素的影響，導致運行過程產(chǎn)生異常現(xiàn)象，造成故障問題出現(xiàn)。這些故障問題的出現(xiàn)，雖然不會讓電力系統(tǒng)直接產(chǎn)生嚴重安全事故，但是會對繼電保護設備使用性能產(chǎn)生重大影響，增大故障問題出現(xiàn)的可能性，也會影響到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。如果電力系統(tǒng)產(chǎn)生故障問題，繼電保護設備往往無法發(fā)揮保護作用，最終產(chǎn)生重大安全事故，直接影響到人民群眾的電力供應。

2.3 電流互感器飽和故障

在市場經(jīng)濟發(fā)展中，人民群眾生活品質(zhì)提升，對電力需求量逐年增長，逐步對電力設備提出了很多新要求，導致電力系統(tǒng)面對非常嚴峻的挑戰(zhàn)。當前，電力供應負荷量持續(xù)增加，繼電保護設備產(chǎn)生故障的概率增加，往往會出現(xiàn)電流互感器飽和的問題。一般情況下，電流互感器會隨著用電量增加達到飽和狀態(tài)，勵磁阻值開始降低，電流值越來越大，導致檢測數(shù)據(jù)產(chǎn)生重大誤差，繼電保護設備無法產(chǎn)生相應的作用。一旦電流數(shù)值、互感器勵磁阻值增大，勵磁電流就會開始縮小，可以在一定程度上將誤差系數(shù)控制在適當?shù)膮^(qū)間。電流互感器飽和故障產(chǎn)生的原因是互感器飽和，電流量超過極限，數(shù)值差異非常大，造成繼電保護設備無法產(chǎn)生作用。

2.4 設備故障

繼電保護設備也會產(chǎn)生故障問題，這源于設備安裝中存在問題，往往并未按照施工要求進行設備安裝，安裝過程出現(xiàn)遺漏事項，導致電力系統(tǒng)產(chǎn)生故障問題。從理論層面而言，在日常管理中，繼電保護設備很少出現(xiàn)問題，產(chǎn)生設備故障的案例非常少。如果出現(xiàn)設備故障問題，很大程度上是設備安裝或者裝置本身存在問題，這源于安裝人員在安裝繼電保護設備過程中沒有按照安裝方案進行，并未對繼電保護設備的使用原理和其他部分關系進行重視，設備安裝不夠認真，造成后續(xù)運行中產(chǎn)生性能問題，最終產(chǎn)生故障。針對這部分故障問題，維護人員需要使用適當?shù)臋z修方法，能夠從供電負荷中分析設備是否存在故障問題。繼電保護設備在使用中，會存在不同的電流和電壓負荷差異，如果電力系統(tǒng)不同部分的負荷強度不符合標準要求，也會直接影響到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。負荷強度出現(xiàn)波動的原因是并未按照規(guī)定要求對組件進行安裝，導致負荷量不達標。

3 電力系統(tǒng)繼電保護設備常見故障的處理方法及解決對策

3.1 處理方法

第一，經(jīng)驗法。在電力系統(tǒng)產(chǎn)生故障后，維護人員應當利用以往工作中形成的經(jīng)驗，對故障位置進行明確和修復，結(jié)合工作經(jīng)驗和繼電保護設備的了解程度，對電力系統(tǒng)運行情況做出系統(tǒng)的了解，提升故障判斷能力，充分發(fā)揮經(jīng)驗法的作用。一般情況下，熟悉電力系統(tǒng)使用原理，具體豐富經(jīng)驗的維護人員在處理故障問題中可以對現(xiàn)場情況做出合理判斷，并且在維護中也會降低對其他部分造成損壞。維護人員在對故障問題做出合理判斷后，使用開關分閘方式對故障位置進行良好控制。如果這種故障產(chǎn)生的原因是開關分閘形成的，應當對其進行深度剖析，并且使用主客觀判斷后，對開關分閘進行合理控制，才能對故障問題進行有效處理。

第二，分析法。這種方法是分析和判斷故障情況及原因的有效方法，與經(jīng)驗法有著相同性。但是，二者也有著很大區(qū)別，經(jīng)驗法非常重視維護人員的經(jīng)驗，而分析法會更加重視故障維護的具體情況。例如，重合閘產(chǎn)生故障問題，出現(xiàn)故障的位置呈現(xiàn)放電閉鎖的情況，針對該情況維護人員應當對用電量進行控制，并且分析故障位置和形成原因。該方法有著非常顯著的特點是事后記錄，在故障處理完成后，維護人員應當對本次維護過程進行全面記錄，形成相應的維護報告存檔，為后續(xù)故障處理提供參考。

3.2 解決對策

第一，發(fā)電機軸電流故障。在繼電保護設置使用中，如果軸電流出現(xiàn)故障，會對繼電保護設備產(chǎn)生重大影響。維護人員應當結(jié)合具體情況選擇適當?shù)姆椒ê吞幚泶胧?，定期對繼電保護設備進行檢測，對周圍運行環(huán)境進行分析，確保設備可以穩(wěn)定運行；也可以使用接地或者刷地方式明確用電位置，保障導軸承位置一直是絕緣狀態(tài)。繼電保護設備在使用中，會給軸承中的絕緣部分產(chǎn)生不同程度的損傷，一旦絕緣材料失去作用，各類設備就會開始接觸、摩擦等，最終導致設備產(chǎn)生故障問題。針對該問題，應當將軸承中的電流放入大軸上，從而對軸電產(chǎn)生很好的保護作用。在實施這些措施的過程中，維護人員應當對電力系統(tǒng)進行全面檢查，確保擋油圈固定。這是因為如果該設備脫落后，會造成其他組件失去作用，可以對故障原因進行判斷，為避免此故障的出現(xiàn)，應當加強設備的日常檢測，才能保障設備安全穩(wěn)定運行。

第二，發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地故障。在電力系統(tǒng)中，如果出現(xiàn)問題，也可以使用轉(zhuǎn)子接地進行預警，很大程度上是因為轉(zhuǎn)子回路上有著非常強的保護措施，但是也會頻繁出現(xiàn)重合電流?；谶@種情況下，維護人員應當關注這一點，對轉(zhuǎn)子絕緣進行密切監(jiān)測，降低其對電力系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，及時排查故障問題，確保轉(zhuǎn)子絕緣回路發(fā)揮相應的作用。一般情況下，需要對內(nèi)部問題進行考慮，也需要對外部影響因素進行重視，科學合理地對過電流進行控制，可以保障電力設備安全運行。如果設備中產(chǎn)生超負荷情況，需要及時進行預警，可以讓維護人員更快速度地進行檢修，確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，也可以增強機電設備的使用性能。

第三，分段處理。在電力系統(tǒng)繼電保護設備故障問題處理中，應當使用分段處理方法。在故障問題解決中，應當將繼電保護設備劃分為幾個部分，按照固定的順序進行依次處理。如，在回路故障處理中，應當對電力系統(tǒng)進行分段，對每個階段進行檢測，依次拆除其中使用的設備，如果某個檢測段拆除后，電力系統(tǒng)恢復運轉(zhuǎn)，就可以說明是該部分產(chǎn)生故障，就不用對其他部分進行檢測，既可以降低維護成本，也可以提升故障處理效率和質(zhì)量。在分段處理中，應當合理使用定期檢測和隨機抽查兩種方式，更好地降低故障問題的出現(xiàn)概率。

第四，加強自動化保護技術使用，提升故障處理效率。在電力系統(tǒng)中，涉及諸多線路，呈現(xiàn)復雜性，增大了管理難度。基于這種情況下，應當加快自動化保護技術的使用，可以更好地提升電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，也可以提供持續(xù)的電力供應。因此，在變電站中，應該重視線路保護力度，使用繼電保護自動化技術，使用科學合理的保護措施，結(jié)合不同線路的情況，設計合理的繼電保護自動系統(tǒng)，充分發(fā)揮自動化技術的優(yōu)勢，提升繼電保護設備的性能，促使電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性提升。此外，傳感器設計需要使用雙重網(wǎng)絡平臺，調(diào)整優(yōu)化軟硬件配置，提升組件合理性，持續(xù)增強電力系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

電力系統(tǒng)是國民經(jīng)濟發(fā)展、人民群眾生活保障中不可或缺的部分，會直接影響到社會經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展。然而，電力系統(tǒng)越來越復雜，管理難度也越來越大，導致故障問題種類更多，造成維護難度增大?；谶@種情況下，電力系統(tǒng)都會使用到繼電保護設備，能夠?qū)收蠁栴}進行處理，保障電力的穩(wěn)定供給。但是，繼電保護設備在使用中也存在很多問題，直接影響到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。為確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，應當科學合理地處理繼電保護設備的常見故障，有利于為社會經(jīng)濟發(fā)展提供充足的電力供應。