电力系统继电保护不稳定的原因分析及事故处理措施研究

摘 要：电力继电保护是电力系统的一个重要组成部分，其运行的稳定性会对整个电力系统运行的稳定性、可靠性产生直接影响。文章列举了继电保护不稳定的问题的主要表现，分析影响其稳定性的主要因素，最后提出继电保护不稳定事故的处理措施。

关键词：电力系统；继电保护；不稳定

随着电力系统的不断发展，电网规模也不断扩大，电力系统的结构也越来越复杂，作为系统中一个重要的组成部分，继电保护的稳定性至关重要，其会对电力系统的正常运行产生直接影响，因此，研究继电保护不稳定的原因及事故处理措施有着重要的现实意义。

1 继电保护不稳定问题的主要表现

电力系统一旦发生设备故障，继电保护装置可以在最短时间内发现故障，再通过系统处身的判断来确定电力系统中发生异常的元器件，从而有选择性的对特定故障元件发送处理指令，切断电路。系统中某些元件或设备被迫停止工作后，操作人员即可根据系统提示及时排查故障，保证系统运行的可靠性及安全性。继电保护系统运行过程中不稳定的问题主要表现在以下几个方面：

（1） 参数偏差：继电保护系统长期处于户外电力传输系统中，恶劣的工作环境会加速电力系统及相关元件的疲劳或腐蚀速度，继电保护装置中的元器件发生老化，从而导致某些技术参数出现不合理偏差。此外设备日常维护过程中如果采用不当的整定办法，也会导致数据偏差，严重者可能导致整个电力系统发生故障。

（2） 受到干扰而失效：电力系统发生突发性事故时，继电保护系统的重要性就会突显出来，因此继电保护装置触发前要做好相关触发信号的设置，但是在实际运行过程中，继电保护系统的运行环境中存在频率较高的非电信号，这类信号会在一定程度上干扰继电保护装置的触发，导致继电保护装置误动或失效，从而导致整个系统发生非故障断开；在部分高敏感性装置运行过程中，干扰信号还会变成瞬态脉冲信号，导致继电保护装置跳闸。图1为继电保护系统信号传递构成示意图。

图1 继电保护系统信号传递构成示意图

（3） 绝缘失效：现代电力系统的线路设置非常复杂，很多时候存在强弱电交叉布置的现象，所以线路信号干扰问题比较突出，特别时线路密集处会产生明显的静电效应，导致继电保护装置表面吸附大量粉尘，焊点被污染后导致电子元器件之间形成通路，最终由于绝缘失效而使电力系统发生短路等事故。

2 对继电保护稳定性产生影响的主要因素

对继电保护系统稳定性产生影响的主要因素包括软件、硬件及人为因素等三个方面：（1）软件因素：如果系统软件发生程序错误，会导致整个系统发生误动或拒动，软件问题主要包括结构设计失误、编码错误、定值输入错误、需求分析定义不明确等等。（2）硬件因素：整个继电保护系统的硬件包括继电保护装置、二次回路、各类辅助装置、断路器等。继电保护装置的中央处理模块、电源供应模块、数字量输入及输出模块等，这些部件发生问题，会对继电保护系统产生直接影响。二次回路的主要问题为绝缘裸露或线路老化等，导致回路接地引起故障。继电保护系统的辅助装置包括继电箱、交变电流切换箱、分箱操作的继电箱等等，一旦发生故障也会对继电保护的稳定性产生影响。此外，断路器是继电系统中一个非常重要的元件，其工作可靠性会对整个电力系统的主接线可靠性产生直接影响。（3）人为因素：人为因素主要是由于设备安装人员未按设计要求操作，比如接线时极性错误、运行人员的操作失误等等。

3 继电保护不稳定事故处理措施

发生继电保护不稳定事故后，可以采取以下措施进行处理：

3.1 分析故障信息

系统发生故障后，要将故障相关信息及数据利用计算机详实、全面的记录下来。系统处于故障状态下，最主要的参考指标及故障录播图或灯光装置，利用这类信息分析故障类型，采取更有针对性的处理措施。继电保护系统与故障信息处理系统之间由多个工作模块联系起来，信息收集及控制由系统中的子站来完成，并对故障录播装置的运行产生干预作用，主站则将各类事故信息汇总起来，并对图形平台进行监控，进行故障分析及归档。一旦继电保护系统发生故障，变电运行操作人员要及时上报调度员，报告内容要包括跳闸的运作时间、继电保护动作、自动投切装置劝作、故障录波形态、设备过载情况等全面的信息，以保证上级管理人员可以通过分析关键信息而准确判断出故障类型。表1可以直接的看出继电保护与故障信息处理系统的工作运行情况。

表1 继电保护与故障信息处理系统

3.2 人为因素故障处理

从某种程度上讲，计算机系统可以排除大部分继电保护系统的简单事故，当然这个过程中需要工作人员具备丰富的工作经验。一旦继电保护系统发生故障，断路器跳闸却未发生任何提示信号，或信号指示无法确定事故原因，则很难判断事故类型，此时工作人员要通过正确的检修方法全面评估系统的运行状态，如认定为操作失误，则要及时提出解决措施。计算机系统实时监控整个继电保护系统的运行状态，并向管理人员提供准确的事故记录及故障录波图形，与对应的灯光显示信号相配合，即可做出正确的判断，从而制定准确的解决对策。

3.3 正确检查

继电保护系统维护工作中，常用的检查方法包括顺序检查法、逆序检查法及整组试验法。其中顺利检查法是按照检验调试顺序进行检查，即先外部检查、绝缘检测，再进行定值检查、电源性能测试，最后检查系统的保护性能，在微机保护出现逻辑问题或拒动时可用顺序检查法；逆序检查法则是从事故发生的结果开始分析，一级一级向前倒推，直至找到事故根源，一般保护误动时可采用逆序检查法；整组试验法主要是对保护装置的动作逻辑、动作时间等进行检查，在短时间内再现故障，从而判断问题所在。

3.4 提高继电保护系统运行的稳定性

除上述继电保护不稳定处理措施外，还要从日常工作着手，提高继电保护系统运行的稳定性，一方面要注意连接件机械特性的维护与管理，主要内容包括连接器件的紧固程度检查、焊接点的焊接情况、机械构件的疲劳程度等等。继电保护装置保护屏端子数量越来越多，尤其是新安装的保护屏，在安装之前会经过一系列运输、安装等操作，可以连接件的端子螺丝已经发生松动，因此安装完成后要认真检查，以免发生保护误动、拒动等问题。日常维护中有必要把插件拔下检查，保证芯片固定的牢靠性，拧紧固件，对焊点的牢靠程度进行仔细检查等。另一方面，要做好继电保护装置的清洁工作，因为继电保护装置在静电的作用下易吸附大量灰尘，严重者会导致绝缘失效，因此日常维护工作中要注意继电保护装置的清洁，可以采用两人轮流清洁的方法，以免操作过程中误碰運行设备；需要注意一点，检修过程中要与带电设备之间保持一定距离，以免发生二次回路短路或接地等事故。

3.5 降低事故发生率

如电力系统运行过程中继电保护出现异常现象，则要将误动的保护退出口压板，并在第一时间由专业人员进行处理。一般情况下，发生下列情况需要马上退出：（1）高频保护：主要表现为电流消失，试验参数值发生异常，装置发送异常信号或难以复位等；（2）母差保护：系统发出直流电压消失等异常信息，或平衡的电流不等于零，开关的串代线路恢复及倒闸相关操作；（3）距离保护：通常电流偏大或偏小、负荷电流不在允许范围内会发生距离保护等情况；（4）重合闸：开关经常跳闸且严重超标，短路容量增加无法满足一次重合的要求，此时断路器油压与气压下降无法重合，如图2所示。

总之，随着电力科学技术的不断发展，电力系统迎来了高速发展的重要时期，继电保护系统也越来越体现出网络化、智能化的特点，将应用更多的新技术、新理论，因此广大电力工作者需要不断探索，不断学习，积累更丰富的工作经全，提高供电的可靠性，保证电网安全、稳定的运行。

参考文献

[1]李森，宋国兵，康小宁，等.基于时域下相关分析法的小电流接地故障选线[J].电力系统保护与控制，2012，36（13）.

[2]王友怀，杨增力，周虎兵，等.相序不对应合环对继电保护的影响[J].电力系统自动化，2013，37（18）.

[3]汤大海，严国平.单电源220kV多级供电线路继电保护整定策略[J].电力系统保护与控制，2014，37（20）.

[4]何志勤，张哲，尹项根，等.电力系统广域继电保护研究综述[J].电力自动化设备，2012，30（5）.

[5]孙鸣，赵月灵，王磊，等.DG容量及接入方式对变电站继电保护定值的影响[J].电力自动化设备，2013，29（9）.

作者简介：孙春雨（1980，4-），男，河南鹤壁人，学士，工程师，研究领域为电气技术监督。