浅析电气继电保护装置的运行维护与检修

高瑞峰

摘要：随着社会经济的发展，电力系统越来越庞大，越来越复杂。作为电气系统的“守护神”，继电保护的重要性进一步凸显。目前，电气系统因继电保护故障而引起的事故逐渐上升，给经济造成巨大的损失，而且也给电网的安全构成了威胁。为了避免发生上述问题，必须提高电力系统中继电保护设备的可靠性和安全性。因为检修和维护电力系统中的继电保护设备是一项专业性强且非常复杂的工作，所以相关的技术人员必须高度重视继电保护设备的维护和检修工作，从而保证电力系统能够稳定地运行。本文就电气继电保护装置的运行维护与检修进行了浅析。

关键词：电气继电保护装置;运行维护;检修

一、电气继电保护装置的应用与构成

所谓继电保护：指研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。基本任务是：当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。主要有以下几种应用：

1） 线路保护

2） 主变压器保护

3） 电容器保护

4） 电动机保护

继电保护装置分为传统继电保护和微机继电保护两种。

传统继电保护装置的原理是：使输入的电流、电压信号直接在模拟量之间进行比较和运算处理，使模拟量与装置中给定的机械量（如弹簧力矩）或电气量（如门槛电压）进行比较和运算处理，决定是否跳闸。

微机继电保护的工作原理是：当电力系统发生故障时，故障电气量通过模拟量输入系统转换成数字量，然后送入计算机的中央处理器，对故障信息按相应的保护算法和程序进行运算，且将运算的结果随时与给定的整定值进行比较，判别是否发生故障。一旦确认区内故障发生，根据开关量输入的当前断路器和跳闸继电器的状态，经开关量输出系统发出跳闸信号，并显示和打印故障信息。

目前的继电保护主要由微机保护来实现，微机保护是电力系统继电保护的发展方向，它具有高可靠性，高选择性，高灵敏度。

微机保护由硬件和软件两部分组成。

通常微机保护的硬件电路由六个功能单元构成，即数据采集系统、微机主系统、开关量输入输出电路、工作电源、通信接口和人机对话系统。

微机保护的软件由初始化模块、数据采集管理模块、故障检出模块、故障计算模块、自检模块等组成。

二、电气继电保护装置的基本要求

电气继电保护装置为了完成它的任务，必须在技术上满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个基本要求。

1）选择性

选择性就是指当电力系统中的设备或线路发生短路时，其继电保护仅将故障的设备或线路从电力系统中切除，当故障设备或线路的保护或断路器拒动时，应由相邻设备或线路的保护将故障切除。

2）速动性

速动性是指继电保护装置应能尽快地切除故障，以减少设备及用户在大电流、低电压运行的时间，降低设备的损坏程度，提高系统并列运行的稳定性。

故障切除时间包括保护装置和断路器动作时间，一般快速保护的动作时间为0.04s～0.08s，最快的可达0.01s～0.04s，一般断路器的跳闸时间为0.06s～0.15s，最快的可达0.02s～0.06s。

3）灵敏性

灵敏性是指电气设备或线路在被保护范围内发生短路故障或不正常運行情况时，保护装置的反应能力。

能满足灵敏性要求的继电保护，在规定的范围内故障时，不论短路点的位置和短路的类型如何，以及短路点是否有过渡电阻，都能正确反应动作，即要求不但在系统最大运行方式下三相短路时能可靠动作，而且在系统最小运行方式下经过较大的过渡电阻两相或单相短路故障时也能可靠动作。

系统最大运行方式：被保护线路末端短路时，系统等效阻抗最小，通过保护装置的短路电流为最大运行方式;

系统最小运行方式：在同样短路故障情况下，系统等效阻抗为最大，通过保护装置的短路电流为最小的运行方式。

保护装置的灵敏性是用灵敏系数来衡量。

4）可靠性

可靠性包括安全性和信赖性，是对继电保护最根本的要求。

安全性：要求继电保护在不需要它动作时可靠不动作，即不发生误动。

信赖性：要求继电保护在规定的保护范围内发生了应该动作的故障时可靠动作，即不拒动。

继电保护的误动作和拒动作都会给电力系统带来严重危害。

以上四个基本要求是设计、配置和维护继电保护的依据，又是分析评价继电保护的基础。这四个基本要求之间是相互联系的，但往往又存在着矛盾。因此，在实际工作中，要辩证地进行统一。

三、电气继电保护装置的维护措施

1）定期检查二次回路绝缘，防止直流接地

继电保护装置一般采用直流电源。在检查继电保护装置时，定期进行绝缘试验，检查异常发热情况，确保继电保护装置电源正常工作。一旦直流电源接地，正接地会造成保护装置拒动，负接地将会造成保护装置误动。正负电源两点同时接地，还会造成整个直流系统崩溃，使整个控制系统失去电源。

2）定期进行传动试验，保证二次回路的正确性

必须定期对继电保护装置调校，检查各种信号指示，定期进行传动试验，确保二次回路接线的正确性。新设备投运，必须检查图纸要与实际布线一致。在进行二次回路改造时，要严格审核，一定要避免造成“寄生回路”。改造完成后，必须同步对图纸进行更新。

3）定期TA、TV 二次回路检查

保护屏每个部件，控制面板和接线端子的螺钉紧固必须作为日常任务来实施。尤其应定期检查TA、TV 二次回路，确保接线紧固、正确，有且只有一点接地。并且用继电保护测试仪整组测试输入的电压和电流，保证继电保护装置的采样精度。TA、TV 是继电保护装置的输入，一旦出现问题，所有的保护都将失去意义。

4）定期保护定值检查

保护定值是保护动作的依据，是动作与否的门槛，必须加强对保护定值的管理，设置合理的权限，无关人员禁止改动保护定值和压板。根据电力系统的变化情况，要适时对电力系统进行短路计算，合理配置投入的保护类型，计算适合的保护定值。并且定期对保护定值和保护压板进行核查，防止误操作。

四、电气继电继电保护装置故障检修

电力系统继电保护的故障处理方法

1） 短路法。短路法主要适用于电磁锁异常、电气线路的开路状态障碍、调节继电器不能正常工作等状况，短路法是在障碍设备的两端连接导线，进行人为短路的操作，在短路操作之后如果电力系统的运行状况仍然正常，那么就能够确定在短路区域内发生了设备故障，然后按照同样的方法对不同区域进行逐一排查，最终找到发生故障的区域并及时将其解决。

2） 开路法。所谓“开路法”就是将某些接口或电路中某个关键点断开，通过观察断开后继电保护装置的反映，从而确定故障范围或故障点的一种方法。开路法适用于电气多支路交联电路，将各支路逐步的从电路中断开，再逐步的通电试验，分段分析，一步步缩小故障范围，确定故障点，排除故障。

3） 观察法。相关工作人员应该全面地掌握继电保护装置的工作流程和思想，这样在其发生故障时能够快速确定发生故障的范围，然后再观察这些部件是否能正常运行，从而最终确定发生故障的部件。在维护继电保护装置的时候，应该通过观察其形状、外观等来确定其是运行状况是否正常。对可能发生故障的元器件确认其是否有发焦发黄或者烧糊的情况，也可以用手感觉元器件上的温度是否正常，通過这些方式都可以快速确定发生故障的元件并及时将其更换，从而有效地排出了故障。

4） 替换法。相关工作人员在找到发生故障的元器件之后，如果这些元器件的拆装比较方便，那么就可以直接用同样型号的元器件将其替换，替换法是一种常见的处理故障的方法。对于个别回路比较复杂的继电保护装置，可以通过用备用元器件将可能存在故障的元器件替换掉的方法来进行故障排除，使排查范围逐步缩小，若故障消除就能够确定该元器件是故障器件，反之则需要进一步排查。

结语：合理应用继电保护能够切实有效的提高生产效率，减少电力安全事故的发生几率，一旦电力系统出现故障，继电保护能够准确的将故障切除，防止事故的进一步扩大。继电保护装置的实际情况是复杂的，在实际工作过程中会遇到较多的困难，需要长期积累相关经验才能保证电力继电保护装置处于良好的工作状态，达到保护电力系统安全的效果。

参考文献

[1]陈星田. 智能变电站继电保护隐藏故障诊断与系统重构方法[D].重庆大学，2015.

[2]王巍. 鄂尔多斯电业局继电保护装置检修管理系统设计研究[D].华北电力大学，2013.