电力系统继电保护故障分析与处理

刘 畅

（国网河南省电力公司罗山县供电公司，河南 信阳 464200）

0 引 言

在社会经济快速发展的背景下，电力资源也得到了有效发展，继电保护在电力系统中扮演着重要的角色，能够及时地预警和处理电力系统中的设备异常与故障问题，保证电力系统的稳定运行。但是，电力系统的继电保护装置也会出现一些故障，威胁到电力系统的正常运行。分析近年来的电力事故发现，电力系统一旦发生故障，就会给社会带来巨大的经济损失。因此，需要结合电力系统继电保护出现故障的类型及原因，制定针对性的应对措施，降低故障发生的概率，减少故障带来的不利影响，保护电力系统的安全稳定运行。

1 电力系统继电保护概述

1.1 继电保护概述

继电保护装置能够实时监控电力系统的运行情况，一旦电力系统发生了异常或者故障，能够及时发现和处理故障，保障电力系统的正常运行。当电力系统出现故障时，继电保护装置能够及时地将故障设备与电路隔离开，控制故障带来的影响和损失。继电保护系统在运行时，会先对比被保护装置的输入信号与设定值，由逻辑部分进行综合分析，最后由执行部分实施相应的保护动作[1]。

1.2 继电保护基本原理

继电保护系统主要由测量、逻辑及执行3个部分组成，是电力系统重要的保护装置。继电保护装置一般可以分为如下几种。第一，按照制造工艺可以分为机电型、整流型等；第二，按照逻辑原理可以分为电流型、电压型等。但是任何类型的装置，都必须具有安全性、灵敏性及可靠性，保证在电力系统出现故障时能立刻做出相应的措施，保证电力系统的运行安全。

2 继电保护对电力系统的重要性

电力系统的所有进程都需要借助于继电器的强大功能，实现电力系统的正常、高效运转。继电器能够收集整个电力系统的运转信号，并将信号传输到显示屏上，同时也能将所有过程中的小错误显示在显示器上，让工作人员能够实施监测和调控。继电器连接了电力系统的所有设备，不仅能够将信号传送给终端设备，而且能保护整个电力系统的传输设备，避免电压过高击穿设备，保护电力系统设备的正常运转。

3 继电保护的要求

（1）可靠性。继电保护的可靠性要求就是在系统该运行时运行，不该运行时不运行，并在发生故障时，能够及时将故障的线路和设别进行切除隔离。

（2）选择性。当故障发生时，继电保护能够及时利用与故障距离短的断路器，及时切除故障。当线路故障时，由周边设备或者断路器启动失灵保护，防止越级跳闸。

（3）灵敏性。在线路或者设备的保护范围内，出现了断路或者接地的故障，保护装置会达到一定的灵敏系数，保证可以安全接触故障线路或者设备。

（4）速动性。故障发生时，保护装置能够快速地切除断路故障，增加系统的平稳性，减少故障的范围，避免带来毁灭性的损伤。

4 电力系统继电保护故障原因分析

4.1 继电保护设备的问题

在继电保护故障中，设备故障的问题比较常见。继电保护设备在运行过程中，检测故障的方法基本相同，其工作原理和理论相对成熟，主要的差异体现在机电保护设备在不同的电力系统中，工作负荷不同，对机电保护装置的要求也不同。因此，在继电保护系统的安装中，需要结合电力系统的工作负荷来选择合适的设施。但在实际运行过程中，其中的某个设备经常会出现不达标的情况，导致整个继电保护装置失灵，大大降低了继电保护系统的工作效率。

4.2 开关设备的故障

继电保护装置的开关出现故障，主要原因是电力系统与继电保护装置不配套。因此，选用继电保护设备时，必须要先确定好电力系统的工作强度，然后匹配工作负荷相符合的继电保护设备。随着社会经济的快速发展，人们的生活水平不断提高，生产用电与生活用电都大幅增加，很多地区的电力系统都提高了用电负荷，但是继电保护设备并没有针对这种情况进行处理，导致了故障的发生。继电保护设备在运转过程中有超负荷、老化的情况，所以开关设备负荷密集而不能适应保护工作的需求，影响了继电保护设备的精准度。当继电保护设备不能精准检测电力系统时，就会影响电力系统的正常工作。

4.3 运行故障

继电保护设备在电力系统的工作过程中，不可能完全避免故障的发生。主要原因是继电保护设备在长时间运行后，局部装置的温度会急剧升高，导致设备失效和丧失灵敏度。继电保护装置的运行故障，主要体现在主变差动的保护开关拒合，电压互感器就会出现二次电压回路的情况，导致在实际运行过程中电压互感器的内部零件性能下降，但是电压互感器的继电保护装置的保护动作还处在初始位置，如果电压互感器出现故障，那么就会导致后续继电保护装置产生故障。

4.4 电流互感饱和问题

随着用电负荷的增加，继电保护设备的终端负荷会不断的加大，导致电力系统在运行过程中出现短路的情况，增加了电力系统的电流负荷，最终出现一系列的故障。例如，发生故障时，短路电流与电流互感器之间呈现正比关系，电流过大会导致继电保护设备的灵敏度降低，此时继电保护设备对短路故障发出指令就会不及时[2]。

5 继电保护故障的有效应对措施

5.1 置换处理法

置换处理法就是用性能良好的设备将有故障的设备替换出来，但是必须保证设备种类的一致、工作性能稳定。设备好坏的判定依据是以故障的种类和范围为主。当设备中的某一个装置或者元件出现问题时，就需要用新的设备进行更换。目前，置换处理法是一种最广泛的故障处理措施。对怀疑故障的设备进行更换后，如果电力系统恢复了正常运转，就证明更换下来的设备出现了故障；反之，如果更换后电力系统依然没有恢复正常运转，那么就可以对其他设备进行更换检验[3]。

5.2 参照对比法

参照对比法就是将继电保护系统中的不同设备进行检验，包括正常的设备和不正常的设备，通过不同型号的技术参数分析它们之间的差异性，并将其作为故障分析的起点。参照对比发主要解决继电保护装置运行中因电路交互而产生的接线错误。但是检测的准确性会受到继电保护装置的复杂性影响，致使测试值与真实值之间存在较大的差距，所以必须要对继电保护装置进行定值检测。

5.3 引入设备状态检修技术

研究发现，如果能在继电保护装置进行检修时使用设备钻探检修技术，就能够有效降低风险，保护变电设备和工作人员的人身安全。在传统的检修过程中，运维人员的工作量大，工作强度高，故障严重时，还可能发生事故，存在安全风险。但是引入设备检修设备，就可以大大减轻运维人员的工作强度，降低风险发生率。设备检修技术还能实时监测变电设备的运行状态，对制定生产计划有非常重要的作用，确保了检修频率的合理性。设备状态检修技术要与变电设备的治理工作进行有机结合，保证电力企业生产的科学性与合理性。通过分析设备状态与检测结果，能够提升继电保护装置的运行质量，提高检修的效率。这是因为在传统的工人检修中，会将设备停电来保证安全。

5.4 全面提升工作人员的安全素质

在电力系统维护过程中发生的事故中，大部分都是工作人员设备操作不合理导致的，不仅影响了电力系统的正常运行，还威胁到了工作人员的人身安全。因此，电力企业在发展过程中，必须要加大对工作人员的安全教育，定期进行安全培训，制定工作标准，帮助员工树立安全操作的意识，提高自身的专业水平，对自己的安全负责，对企业的发展负责。在工作现场，管理人员要悬挂安全标语与警示，以确保生产安全。

6 结 论

随着经济的快速发展，继电保护系统也逐渐向信息化管理发展，能够实时监测、把控继电保护工作及保证设备的运转。电力系统出现故障时，继电保护系统能准确判断、实时分析发生故障的具体原因，运用有效的处理办法，迅速切除隐患，维护电力系统的安全。此外，电力企业要想确保电力系统的正常运转，还要不断提高员工的专业技能水平与安全意识，加强设备的维护，提高电力系统的运行质量。