供电系统中继电保护问题探究

叶丁力

摘 要：继电保护是供电系统中的重要组成部分，可在某一元件出现异常时及时作出跳闸等反应，将其隔离在供电系统外，从而保证供电系统的正常运行。在对继电保护工作原理和作用进行探析的基础上，研究了继电保护中常见的故障，并提出了相应的应对措施，以提高供电系统的安全性和稳定性。

关键词：供电系统；继电保护；短路；电压

中图分类号：TM774 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.07.129

电力与人们的生活密切相关，在经济发展中起着十分重要的作用。因此，提高供电系统运行的稳定性和安全性具有十分重要的现实意义。继电保护是保证供电系统安全、稳定的重要措施之一，但在实际运行中，继电保护易出现故障，因此，应加强对常见故障的研究，及时采取相应措施处理，从而有效降低供电系统故障发生的概率。

1 供电系统继电保护的工作原理

继电保护通过判断供电系统设备运行的状态，并根据故障发生的区域作出相应的保护动作，从而达到保护供电系统的目的。其功能的实现依赖于对供电系统故障发生后物理量变化的判别，主要有以下3个方面：①电流升高。供电系统短路是一种较为普遍的故障，在短路后，故障部位与输电线的之间的电流会明显增大，超出供电系统本身的电流值。②电压降低。电压降低主要是因供电系统发生接地故障或相间短路引起的，在这2种故障发生时，系统测量点的相间电压会明显降低，且测量点与故障部位越接近，变化越明显。③测量阻抗变化。在正常运行状态下，测量阻抗值是线路负荷阻抗，即电压与电流的比值；在发生故障时，测量阻抗的数值会降低，这是由于电压降低或电流增大而造成的。

2 供电系统继电保护的重要性

2.1 提高供电系统的安全性

当供电系统在运行过程中出现短路等故障时，故障点附近的继电保护装置根据得到的物理量异常变化信息，能准确地对故障线路作出跳闸反应，从而将故障部分与整个供电系统分离，避免了由于单处故障导致整个供电系统停运，同时，还能降低元件损坏率，提高供电系统的安全性。

2.2 调整电力系统的运行

继电保护装置能通过监测点对供电系统进行实时监测，在发现系统出现异常状况时可发出相应的告警信息，这样不仅保证了故障隐患的及早发现和及时处理，有效防止了故障的发生，还能够根据告警信息对供电系统进行相应调整，维持电力系统的运行稳定。

3 继电保护中常见的问题

3.1 开关设备故障

开关设备故障多是因选用的开关不符合系统要求而造成的。在开关站中，常见的开关设备是负荷开关或熔断器与负荷开关的组合装置，这两种开关设备的作用地点和作用方式不同，前者多用于开关站的进口线柜上；后者适合于带有变压器的出口线柜。如果在实际使用中开关选择不当，则会引发电路系统故障。

3.2 电流互感饱和故障

如果电流互感器的额定电流出现异常变化，则表明电力系统的设备终端发生了短路故障。如果电流达到或接近电流互感器额定电流的近百倍，则说明短路故障可能发生在靠近终端设备区的位置；电流互感器因为时限过流保护装置动作而出现阻止动作时，多是因一般的线路短路而引起的电流感应饱和；如果整个配电系统断电，则可能是因为出现口线存在故障，进而引发配电所进口线保护动作。

3.3 电网运行故障

电网运行故障是电力继电保护中最容易出现的故障，其最直接的表现是继电保护拒动或误动，比如电路局部温度过高，导致继电保护装置失灵；电压互感器的二次电压回路故障；主变差动保护开关拒合误动等。以电压互感器二次电压回路为例，其具体表现有：①接地出现问题。该问题主要是因接线操作不严谨而导致出现多点接地或未接地的问题，进而增大了保护装置线路相的电压，引起继电保护装置误动。②开口三角回路问题。在变压器和电磁型母线保护的零序电压值处理中，大多使用小刻度继电器或短接其中的电阻实现，这样可减小开口三角回路的阻抗。当供电系统电流增大时，长时间运行后会导致此处的断线圈被烧断，进而对继电保护动作造成影响。

3.4 继电设备故障

继电设备问题多是因其设备质量没有完全达到相应的国家标准而引起的。如果常见的机电型、电磁型继电保护装置的整体性能较差，则会增加设备故障出现的概率；如果继电保护装置中晶体管的性能和质量较差，则会造成电网运行不协调，甚至导致误动或拒动等故障。

4 解决对策

4.1 替换元件

在电力继电保护的维修中，如果通过故障分析判断出其内元件或插件存在问题，则一般采用更新元件的方法代替检查。如果在替换完元件后故障消失，则证明故障是因元件问题引起的；如果故障依然存在，则需要在其他地方继续替换元件或检测。使用这种方法时，需要注意用于替换的元件或插件内的程序、跳线应与系统内元件或插件完全一致。比如，微机保护的运行指示灯出现故障，且无法打印故障报告时，可以通过取用备用间隔的插件替换，从而可正常进行故障检测。

4.2 按照参数进行比较

当故障是因接线错误而引起的，在定值校验的过程中出现测试值与预测值差距较大且无法对其原因进行判断时，多采用参数比较的方法。通过非正常设备与正常设备的技术参数比较，可判断故障发生的原因。比如在进行继电保护装置带负荷试验时，可以根据同类运行设备上的数据与试验数据进行对比，并根据微机保护液晶显示屏、指示灯等的情况逐项排除，从而缩小检测范围。

4.3 短接线路

线路短接法多用于电流回路开路、切换继电器不动作或电磁锁失灵等电力继电保护故障中，是用线短接将线路回路某一段短接，判断故障位置是否在短接线回路范围内，从而逐步缩小故障范围。

4.4 直观检查

直观检查法适用于无法利用专业的电子仪器进行故障检测或无法替换元件的电力继电保护故障中。直观检查法是对故障处元件进行拆解，观察其内外部构造是否发生了物理改变，通过直观的判断寻找故障位置。比如在10 kV开关柜拒合的故障处理中，下达操作命令后发现跳闸线圈可动作，则证明电线回路正常，故障应发生在继电器内部，进而对内部元件进行检测，从而快速确认故障位置并进行维修。

4.5 逐项拆除法

逐项拆除适用于电线回路故障检测，其操作方法是将并联在一起的二次回路拆开，再按原来的顺序逐个接回，在接回过程中，一旦出现故障，则证明故障发生于刚接回的线路中，进而可对此段线路进行仔细分析，确定电器故障点后，便可对故障进行维修。

5 结束语

随着社会各方面对电力的依赖程度不断加深，电能已经成为人们日常生活中不可或缺的能源，因此，保证供电系统的稳定、安全是电力工作的核心。继电保护是确保供电系统运行稳定的重要措施，应加强对继电保护中常见问题的研究，这样能有效避免供电系统中发生各种故障，并减少故障对供电系统的影响，从而达到维持供电系统稳定、安全运行的目的。

参考文献

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[3]苏印杭，姜传成，许夫鹏，等.浅谈煤矿供电系统继电保护优化方案[J].价值工程，2014（13）：47-48.

〔编辑：张思楠〕

Abstract： Power system relay protection is an important part of the trip can be made in a timely manner and other reactions at a certain element unusual， to isolate the external power supply system， thus ensuring the normal operation of the power supply system. Based on the principle of relay protection and the role of the conduct， we studied the common fault relay protection， and the corresponding countermeasures to improve the security and stability of the power supply system.

Key words： power systems； relay protection； short circuit； voltage