电力系统继电保护的故障探析及处理策略研究

汪和敏

摘 要：在电力系统中，继电保护技术主要是对电力危及安全运行和系统故障等异常工况所采取的一系列相关的反自动化事故处理措施。一旦电力系统出现异常工况或发生故障，要争取在最短的时间内，将发生故障的设备自动从系统中切除，或发送信号给值班人员进行消息传达，使其对异常工况的根源进行有效消除，减轻设备损坏的程度和降低周围地区供电方面的影响。

关键词：电力系统；继电保护；故障；处理策略

作为保障电网稳定运行中的主要组成部分，继电保护的主要作用为：当电力系统的元件出现故障时，此元件中的继电保护设备将会准确及时地发出断路器跳闸命令，这时断路器离发生故障元件的距离最近，命令一旦发出，故障元件便会从整个电力系统中快速断开，最大限度地降低电力元件对自身损坏的力度，从而避免故障元件对电力系统供电产生的影响，最终实现电力系统的稳定可靠运行，提高电力系统安全化运行的水平以及有效改善继电保护装备的性能。随着电压等级的不断加强和系统模式的不断优化，电力系统运行的方式与构造越来越复杂，令继电保护方面的要求也愈来愈高。[1]

1 继电保护的主要任务

1.1 监视电力系统的运行

当设备与系统发生的故障危及电网的安全时，损坏设备或被保护的系统元件出现故障，其主要的表现为变压器的温升过大、变压器重瓦斯与轻瓦斯信号以及单相接地等，元件继电保护的装备便会立即向离故障元件位置最近的断电器发送跳闸的命令，将出现故障的元件尽早从电力系统中进行断开，最大限度地降低系统元件自身的破坏力度，从而保障电力系统的安全供电。

1.2 反应电气设备不良情况

继电保护能對电气设备异常工作的情况进行反应，还能够根据设备运行维护的条件发出的不同信号、异常工作等情况向值班人员进行提示，以便其尽快采取有效措施进行解决，使电力系统尽早恢复到正常的工作状态。此外，继电保护还可以通过装备进行自动化的调整，并将正在持续运行但会导致故障的电气设备进行切除。

1.3 实现自动化控制

继电保护在系统中的主要任务是实现远程操作、工业生产操作的自动化控制以及电力系统中的运行自动化，例如备用电源自动遥测、遥控和投入，自动重合闸，等等。

2 继电保护的主要故障

在我国当下的电力系统中，容易出现较多的故障问题，例如不合格的测试、定值在输入时出现错误、需求分析的定义出现误差以及软件设计得不够合理等；还有一些人为因素，主要表现为：在进行接线设计时，相关的安装人员没有规范自身的操作，遵照规定严格执行，造成继电保护装备在使用上的不合理现象，除此之外，还出现一些由于操作不当导致安全事故发生的问题。[2]

2.1 硬件的故障

在电力系统中，继电保护硬件的故障主要为插件损坏、显示屏显示异常以及按键失灵等。出现这些故障的原因主要有：插件方面的问题极有可能是插件电路的电容运行时间过久已损坏，从而直接使电源的芯片被损坏；显示屏的液晶面板遭受损坏或受潮时，显示屏的芯片被损坏；电容运行时间过长，导致按键的机械部分出现接触不良的情况，最终造成按键失灵，又或者是按键内部的连接线被损坏，从而导致按键失灵。

2.2 软件的故障

以某变电所为例，其采用的变压器为WBZ-1201D，在继电保护正常运行时，所有的报告都是由人机对话的模件集成显示或者利用打印机的输出来完成。在正常运行时，若出现以下情况是无法得以解决的，即保护屏上出现“有报告”的内容，但人机对话的模件并没有显示出“报告”的内容，此外打印机也未正常工作，这就是软件故障中常见的问题。

2.3 安装的问题

在进行保护设备的安装时，一定要注意高压的防护，在安装时要与厂家有效协商，在合适的地方或保护装置的入口进行防高压设备的安装，以此来避免高压电窜入低压回路中，导致插件板被烧坏的情况。此外，在进行二次回路接线时，要对微机保护中的二次接线与电流互感设备的二次接线进行双向考虑，否则会使电流互感设备出现二次开路的问题。有些厂家高压开关柜的电流互感设备内部的安装接线已完成，但不排除反极性情况的出现，从而使保护误动，因此，在进行开关调试时，对内部的接线也要进行详细检查。

3 继电保护故障的处理策略

3.1 对照法

对照法将非正常的设备与正常设备的参数进行分析对照，从不同的地方找出异常设备的故障源。对照法主要应用于对已认为的接线错误进行排查，但在校验定值时出现预想值与测试值的对比出入过大，从而无法准确断定出现故障的原因。此外，在进行设备更换与回路改造后，出现二次接线不能及时并正确恢复时，可以对同类的接线设备进行参照，在对继定器校验定值时，一旦发现继定器的整定值与测试值相差过大时，不能立即对继电器特性的优劣进行判断，或者立即对继电器的刻度值进行调整，相反，可以通过同一只表计测量在其他回路继电器中的应用来进行比较，对故障的原因进行正确的处理。[3]

3.2 短接法

所谓短接法，就是将回路的某一部分或者某一段以短接线的方式进行接入，并以此来进行故障范围的判断，断定故障是否存在于短接线的范围，又或者在其他地方，这种短接法能有效缩短故障发生的范围，且通常用于电流回路开路、电磁锁失灵、控制判断转换开关接点是否良好，以及切换的继电器是否工作等方面。

3.3 替换法

替换法的通常做法是用正常或良好的元件去替换认为或怀疑带有故障的元件，以此来进行继电保护好坏的判断，替换不仅能缩小故障查找的范围，还能缩短查找故障的时间，这是对自动保护设备内部故障进行综合性处理最常见的方法。当某些微机保护发生故障，或者一些内部回路单元比较复杂的继电器出现故障，可以利用暂处检修状态中备用的继电器与插件进行替换。备用的继电器与插件替换好后，故障消失，则表明故障的根源在被换下来的元件中；若故障依旧存在，在不排除换下元件的故障外，还要检查其他方面是否存在故障。

3.4 逐项拆除法

逐项排除法是指通过将联合在一块的二次回路按照顺序一一进行脱开，接着再依次放回，如果此时出现故障，则说明了故障的具体位置，并用此种方法在这一电路中依次排查出更小分支路的故障。这种方法常用于直流接地的排查，还用于交流电源其熔丝无法放置等一些故障中。以直流接地的故障为例，可以先通过拉路法，依照电源负荷的主要特性，将直流屏供应的直流负荷中的各个回路进行短时拉开，尤其注意切断的时间不能超过3秒钟，当某一回路被切除且故障也消失时，则表明该回路是出现故障的根源。此外，再通过对拉路法的进一步运用，准确判定故障的支路，最后分别拆开接地支路电源端的端子，直至找出故障点为止。

4 结束语

在电力系统中，继电保护是保障其正常且安全运行的关键因素，随着电力系统的不断升级，继电保护系统对安全运行的要求也越来越高。在当下继电保护技术中，其呈现出智能化、网络化和微机化的特点顺应了测量、控制和保护走向一体化的趋势，但在其广泛应用的同时，通常会出现诸多问题，只有找出这些问题的主要根源，才能保障电力系统的稳定运行。此外，相关人员还要提高继电保护的相关技术，掌握重要的理论知识，将理论与实践有效进行结合，提高处理事故和故障的水平。

参考文献

[1]宋必文.浅谈工程力学中受力分析问题[J].城市建设理论研究（电子版），2015（10）：1476-1477.

[2]孟祥超.试论工程力学中的受力分析问题[J].城市建设理论研究（电子版），2015（19）：6935-6936.

[3]张寰.关于工程力学中的受力问题的探究[J].现代企业教育，2014（20）：371.