继电保护故障诊断及处理对策

苏春锁　刘乔保　殷俊

摘要：当前，随着人们经济水平的逐步提升，越来越关注到电力系统的安全平稳运行问题，在此过程中，正确对于继电保护故障进行诊断，并提出有针对性的措施则具有明显的意义。如果电厂不加以重视这方面的问题，就不会实现预期的电力系统的高效运行目标，自然就降低了电厂的安全运行的可靠性。

关键词：继电保护;故障诊断;处理对策

继电保护的质量与电力系统的整体运行具有密切关系，直接影响到电力系统运行的安全性和稳定性。继电保护装置能将电力系统设备的工作状态反映出来，及时发现运行状态不正常的设备并切除电力系统故障，将故障对电力系统的影响降到最低。因此，对继电保护的故障及维修技术进行探讨具有重要的现实意义。

1电力系统继电保护装置分析

电力系统运行中电力继电保护装置发挥着重要作用，当电力系统出现问题时，继电保护装置可以及时判断故障原因并采取具体措施，并将命令及时下达给故障所在位置附近的断路器，将故障位置与系统隔离出来，最大程度降低问题影响，确保其余部分正常运行。同时继电保护装置可以实时监控电力系统运行，保证系统处于正常运行，避免故障影响整个系统，并及时采取解决措施。系统监控过程中分心电力系统运行，并将问题及时反馈给管理人员，保证管理人员全面掌握电力系统情况，出现问题后最快速度解决。

2电力继电保护装置的功能

2.1保证电力系统运行安全

当电力系统在运行中有异常状况发生时，电力继电保护装置可以快速精确地发出切断指令，隔离故障部位，同时发布警报，保证其余设备的正常运转。该装置还可以对电力系统的运行状况进行监测与控制，保障电力系统的安全平稳运转。

2.2自动分析电力系统异常状况并发布指令

当电力系统在运行中有异常状况发生时，电力继电保护装置会自动检测并且分析发生异常的原因，快速准确地判定故障出现的部位及故障原因。电力继电保护装置一旦发现异常，即发布警报信号，提示工作人员进行故障设备检修和相关处理。若无人值班，继电保护装置会自动发布指令进行调整，选择性摘除异常的故障设备或者元件，保证电力系统安全平稳地运转。如果没有这套装置，一个小故障可能会产生大损失，严重者导致整个电网生产传输系统瘫痪。

3电力继电保护的故障诊断方法及技术原理

3.1基于小电流接地系统的故障诊断方法

如果出现了小电流接地系统单相接地的状况，电压与电流在接地点的前后向支路和正常的支路都会出现异于正常运行的特点，接地线路附近的电磁场同时产生变化，因此可以利用电磁场是否又变来判断单相接地故障的故障位置。具体的做法是首先对小电流接地系统进行稳态分析。试验正常支路和故障支路的故障点探测，得到相应的参数，在对相关参数进行分析，可得出故障状态下，各支路零序电压电流及功率的特点。之后对各线路四周的电磁场做仿真探测，得出三相电压和零序电压与电流形成的电磁场有替代性，然后利用得出的谐波电流电压产生的电磁场探测故障点并进行定位。通过建立数学模型，仿真得出故障时的电流暂态信号。对该信号做小波分解，得出支路正常运行与发生故障时的电流能量時谱，然后利用该信号的瞬时特征和频带特征量，能够识别判定出故障支路和故障接地相。

3.2综合故障分析系统的继电保护和检测方法

第一种方法是网络化。将涉及到的继电保护装置进行串联、纵联，然后利用主站统一管理，同时将提供了通信方面的支持，如上传故障数据、处理与通讯等。第二种是人工神经网络。人工神经网络的理论基础是生物神经系统中的神经网络、遗传算法及模糊逻辑等技术，人工神经网络拥有自学习、自适应、自学习以及模式识别的能力、将信息分布存储并将其进行并行处理等优点，应用在电力系统继电保护中能够迅速判断出发生故障的类型，确定发生故障的距离，从而对电力系统中的主设备进行保护。第三种是自适应控制。利用自适应控制继电保护可以实现电力系统运行状态的实时监测，同时根据运行状态的变化调整自身的保护性能和特性，很大程度上改善了继电保护装置的保护性能，提高了电力系统运行的安全性和可靠性。

4继电保护装置故障处理措施

4.1引入参照对比法

参照处理方法主要是比较问题装置和正常装置之间的差异，并通过比较找出问题发生的位置。此方法在主要在连接线误错和定值校验中使用较频繁，而特定的使用条件主要包含以下几种。（1）当电力系统进行线路改造或装置更换时，如果设备无法完成相关工作，就可以利用这种方式进行维护。更换开关后，如果其还不能正常运行，很可能是因为二次接线错误，这时就还可以利用对比相邻线路的方法进行寻找。（2）在定值校验时，如果继电器检测的数值与其整定值存在很大出入，不能盲目认为产生这一故障的主要原因是继电器的性能存在问题，需要先调整继电器的校准值，进行校准处理。如果再次发生这种情况，可以用其他继电器对同一位置进行测量，如果没有问题，就表示是测量表的问题，只需要更换继电器就能解决问题。

4.2熔断器保护措施

在研究DG对熔断器的影响之前，先对熔断器保护的原理进行简单的介绍。在分支电路上，通过较大的不允许电流时，在熔断器位置会出现较多的热量。这些热量会跟电流的大小以及持续的时间成正比，当热量到达一定程度时，熔体或者熔丝由于热量的影响会发生熔断，从而切除故障线。当出现单侧电源故障时，熔断器能够及时对电源进行切断，通过实验表明，这主要是由于熔断器距离故障点较近导致，而距离较远的熔断器不会发生熔断。可见熔断器默认使用就近原则对分支线路进行保护，所以保护线路的响应时间也比较短。分布式发电接入对熔断器的影响可以在下面的实例中得到体现。设定配电网中存在着两个分支线路，分别为1和2。并且两个分支线路分别存在的故障点为K1和K2。故障点K1连接较近的熔断器F1，与F1具有合作关系的熔断器为F2。此时在分支线路2上接入DG，如果K1发生故障时，分支线路2中的DG与系统侧电源同时向K1点进行故障电流供应，进而对故障进行消除。只是故障消除的同时也破坏了熔断器F1与熔断器F2之间的合作关系，就近性原则得不到实现。由于熔断器对反向故障电流不能及时识别，当电流过大且持续时间较长时，会导致熔断器的损坏。

4.3引入设备状态检修技术

通过统计研究，在继电保护装置管理检修中使用设备状态检修技术能够有效降低安全风险系数，同时在工作中对变电设备和运维人员的安全进行保护。在传统检修过程中，运维人员由于工作强度高、工作量较大，因此容易出现疲劳作业的情况，导致工作效率的降低，严重时还会导致事故的发生，存在一定的安全风险。使用设备状态检修技术可以大大缓解这一问题，通过降低继电保护装置管理的工作量来降低安全风险发生的几率。通过实时监测变电设备的运行状态，设备状态检修技术对于制定生产计划具有重要的辅助作用，从而保证检修频率的合理性。为进一步保证电力企业生产计划的科学性和合理性，设备状态检测技术还需要跟变电设备治理工作进行结合，通过对设备状态和检测结果的统一分析，保证相关措施的科学性和合理性，从而进一步提高继电保护装置运行的质量和检修的效率。由于使用设备状态检修技术可以明显降低运维工作人员的工作量，从而降低设备停电的次数，对于电路系统的安全性和稳定性起到重要的保障作用。另外降低人员参与，还能有效降低线损，从而实现节约资源、降低成本的目的。

结论

综上所述，随着电力系统中逐步应用自动化技术、智能化技术，通过不断优化继电保护系统的稳定性，确保内部程序协调，为电网安全、稳定运行塑造一个良好的内外环境。本文中详细分析电力系统机电保护的重要性，全面探讨装置故障原因，给出具体完善措施。

参考文献：

[1]冯希宁.电力继电保护装置问题及防范措施[J].通讯世界，2017（20）：123-125.

[2]周建武.电力继电保护装置问题及防范措施[J].科技创新导报，2017（24）：92.