浅析继电保护作用及故障处理方法

戈元江，宋阳光，刘婧雯（国网河南省电力公司漯河供电公司，河南省漯河市462000）

浅析继电保护作用及故障处理方法

戈元江，宋阳光，刘婧雯（国网河南省电力公司漯河供电公司，河南省漯河市462000）

随着经济发展，人们生活水平的提高，人们对生活质量也能有了更高需求，家用电器被普遍使用，城市建设的开展，工厂生产和家庭用电量不断增加，为了符合社会发展的需要，电网建设进行的如火如荼，呈网状结构的电网逐渐在城市中开展起来，实现电能的输送，给人们的生活带来了便利。在电网持续运行过程中，避免不了会出现异常或者故障，继电保护可以直接将这种异常或者故障进行隔离，确保电力系统的健康运行。本文详细分析了继电保护对供电系统运行的作用，并详细阐述了继电保护的故障以及处理方法。

继电保护；电网建设；故障处理；方法

1　继电保护的作用

1.1继电系统的安全可靠性是继电保护装置能够发挥作用的前提

一般而言，继电保护的安全可靠性主要是由合理的配置、优良的性能和高质量的继电保护装置与正常的运行管理和维护来保证。

1.2继电保护对电力系统的安全运行发挥的作用

继电保护对电力系统的安全运行发挥的作用主要有三个方面：

（1）确保电力系统运行的安全性。当电力系统被保护的元件存在故障的时候，应当由这个元件的保护装置及时准确地给存在故障元件旁边的断路器发送跳闸命令，使得故障元件快速从电力运行系统中断开，最大限度地降低对电力系统中元件本身的损伤，减少对电力系统供电的影响，满足电力运行系统某些特殊的要求。

（2）当电力系统出现不正常工作的情况时及时进行提示。准确的反映电气设备不正常工作的情况，并且按照电力系统不正常的工作情况以及设备运行的维护条件情况发出信号，方便电力单位的值班人员对这些问题进行及时处理，或者由电力装置自动调整，或者切除那些继续运行可能会引起安全事故的电力设备。

（3）实时监控电力系统的运行情况。继电保护不仅是监控电力系统能够正常运行的电力装置，还是一个处理安全事故和反应的装置。

2　继电保护常见的故障

电压互感器的二次电压回路的运行过程中发生故障是继电保护中的一个非常薄弱的环节。电压互感器是继电保护设备测量的起始点，对二次系统能够正常运行有着非常重要的作用，PT二次回路的设备不多，而且接线简单，但是PT二次回路运行中发生的故障不少。因为PT二次电压在回路上发生的故障导致的后果使得继电保护拒动或误动。根据电力运行的经验，在PT二次电压的回路上出现的异常问题主要有以下几方面：PT二次中性点的接地方式比较异常。具体表现为多点接地或者是二次未接地。除变电站接地网的影响，二次未接地更多是因为接线的工艺所引起的。这样接地网与PT二次接地之间就产生电压，此电压是由各相电压的接触电阻和不平衡程度决定。电压叠加至保护装置的各相电压上，使得各相电压的幅值与相位发生变化，进而引发阻抗元件与方向元件误动和拒动。PT开口三角电压的回路短路与某些习惯和做法紧密相关，而回路异常和断线，是因为机械设备方面的影响。在保护电磁型母线和变压器的过程中，为了能够使零序电压达到定值，常常把电压继电器里的限流电阻短接，还有一些使用刻度小的电流继电器，一定程度的降低开口三角回路的阻抗。当出口接地或者变电站内发生故障时，回路负荷的阻抗比较小，零序电压比较大，回路电流比较大，电压继电器的线圈在过热后因为绝缘破坏而产生短路。如果短路持续的时间太长线圈就会烧断，使得PT开口三角电压的回路在此处断线，此情况在很多地区都发生过。另外还有PT二次失压，这是困扰电压保护使用过程中比较经典的问题，出现这种情况的根本原因就是二次回路和各类开断设备的性能不健全所引起的。

电流互感器是监控系统和供给继电保护判别电网系统是否处于正常运行状态的重要组件。继电保护要求电流互感器能够正确反应一次电流的波形，尤其在发生故障的时候，不但要求能够反映故障电流的波形和相位，还要求可以反映故障电流的大小，甚至是能够反映故障电流的变化率。传统电磁式的电流互感器是运用电磁感应的原理经过铁心耦合使得一、二次电流进行变换。因为铁心有磁饱和的特性，还是非线性的组件，一次电流较大时，尤其是一次电流里非周期分量将会严重饱和，使得励磁电流增加几十倍，甚至是几百倍。并且含有大量的高次谐波分量和非周期分量，使得二次电流失真，阻碍继电保护的正常运作。根据电工的基础理论可以知道，当电流互感器发生严重饱和时，一次电流里的直流分量非常大，使其电流波形偏向时间轴的一边。铁心里有剩磁，并且剩磁的方向和励磁电流里直流分量的磁通方向一致，在剩磁和短路电流里直流分量的一起作用下，铁心短路之后半个周期前就饱和了。所以，当一次电流全变成励磁电流时，二次电流基本为零。因为电流互感器饱和，使其传变性能变差输出甚至为零，导致断路器保护拒动，引发主变压器的后备保护跳闸。

3　继电保护故障处理的方法

3.1替换法

用正常的或者认为较好的相同元件替代有故障或者濒临故障的元件，判断元件的好坏，可以缩小查找范围快速找到故障位置。这是处理自动化保护装置故障比较常用的方法。一些微机保护发生故障，或者一些内部回路比较复杂的单元继电器，可以使用附近暂时处于检修或者备用的插件和继电器替代。如果故障消失，就说明换下来的元件存在故障，不然还得继续用这种方法在其他地方查找故障。

3.2参照法

通过正常设备和非正常设备技术参数的对照，在不同的地方查看不正常设备哪里存在故障。这种办法主要用来查找认为接线存在错误，在定值校验的过程中发现预想值和测试值存在较大出入而又没有办法断定原因类型的故障。进行设备更换和回路改造之后的二次接线恢复不到正确的状态时，可以参照同类的设备接线。在对继电器的定值进行校验时，如果发现某个继电器的测试值和其整定值差别过大时，不能轻易的判断这个继电器的特性不好，或者马上调整这个继电器的刻度值，可以使用同一只表计对其他回路相同的同类继电器进行测量比较。

3.3短接法

把回路的某一部分或者一段用短接线接入成短接，判断故障点是否存在短接线的范围之内，还是存在线路的其他地方，进而缩小查找故障的范围。这种办法主要用于继电器切换不动作、电磁锁失灵、电流回路的开路以及判断转换开关控制的接点是否完好。

3.4直观法

这种方法用于处理一些不能用仪器进行逐点测试或者某一插件发生故障时没有备品更换，又想把故障点排除的情况。对10kW开关拒合或者拒分的故障处理，待操作命令下达之后，如果能够观察到跳闸线圈和合闸接触器能够动作，就说明电气回路处于正常状态，故障点存在机构的内部。如果在现场能够直接看到继电器内部有明显的发黄，或者元器件有浓烈的焦味就可以快速的确认故障点存在的地方，直接更换故障的元件就可以了。

3.5逐项拆除法

这个办法就是将联合在一起的二次回路依次脱开，后再按照顺序放回，一旦出现故障点，就说明故障点存在哪个线路。再用同样的方法在这一线路内的分支路排查故障点，直到找出故障点的位置。这种方法主要用于检查直流接地以及交流电源放不上熔丝等故障。例如直流接地的故障，通过拉路法，按照负荷的重要程度，分别拉开直流屏所供的直流负荷各个回路，但是切断的时间要短于3s，当切除的某一回路不存在故障点时，就说明故障点在该回路内。然后再使用拉路法，明确故障点存在哪一条支路上。再分别拆开接地支路电源端的端子，直到查明故障点存在的具体位置。如果电压互感器的二次熔丝被熔断，则回路具有短路故障，可以从电压互感器的二次短路上的总引处把端子分离，这个时候故障点消除，后一一恢复，直到出现故障点，再对分支路按照顺序进行排查。比如电源空气的开关合不上以及整套装置保护熔丝发生熔断等，就可以通过排查各个插件的拔插，结合对熔丝熔断变化情况的观察缩小故障点的范围。

TM774

A

2095-2066（2016）21-0047-02

2016-7-9