继电保护开关电源的故障分析及改进

尹 春，李 彦

（南京南瑞继保电气有限公司，江苏 南京 211102）

0 引 言

随着国家经济实力的提升，我国的科技水平不断提高，各个领域的科技实力得到增强。为了保护电力用户的安全，电力行业逐渐开始重视继电保护开关装置的研究。继电保护开关电源装置可有效保证用电过程的安全，其性能直接影响电力系统的运行状况和电力行业的稳定和安全发展。调查显示，我国发生的各种大型停电事故很多是由继电保护装置产生故障导致的，因此确保继电保护装置在电力系统中的安全运行至关重要。同时，该装置是开关电源的主要功能模块，要发挥其开关作用，必须确保输出电压的稳定。

1 继电保护装置

继电保护装置在我国电力系统工作中发挥了重要作用，保障了电力传输的安全，有效促进了我国电力行业的进一步发展。继电保护装置工作过程中若发生设备故障，它可以及时做出反应，有效降低设备故障给电力企业和用户带来的损失，并且可以以最快的速度隔离故障设备，防止故障蔓延。在继电保护装置发挥巨大作用且受到电力企业的青睐后，各种各样的继电保护装置被研发，但由于装置由多个部分共同构成，因此工作人员很难有效管理该装置。

2 继电保护开关电源

继电保护开关电源的关键组成部分是半导体器件，能够使开关时刻处于高效率的工作状态，并在发现故障时以最快的速度断电，防止造成更大的损失。继电保护开关电源可以保障电力系统运行过程的安全，且闭合电力的控制方式发挥了重要作用。继电保护开关电源工作原理如图1所示。当该装置发现电力系统在运输工作过程中产生故障时，可以及时了解系统的运行状况，断电处理发生故障的部分，防止故障程度进一步加深而引发电力系统安全事故，造成大面积停电。继电保护装置在电力系统的安全工作中发挥了重要作用，因此电力企业需加强研发，以发挥其作用，防止发生大面积停电事故。

图1 开关电源原理图

许多大面积停电事故的发生都是因为继电保护装置产生故障而无法及时发现造成的。因此，电力企业要真正了解继电保护装置在保护运电安全工作中发挥的重要作用，重视对继电保护装置的研发。在继电保护装置中，继电保护开关电源发挥了重要作用，有效保证了继电保护装置时刻处于正常工作状态。同时，开关电源能够减少电源浪费，提高继电保护装置的工作效率。继电保护开关电源的任务是过滤不小心传输到电路传输系统中的高压电流，通过处理电流降低电压，确保电流在运输过程中保持稳定状态，从而保障输送电能过程的安全。

3 常见故障分析

在运行过程中，电力系统中的各种设备易因各种因素造成继电保护装置发生故障。如果无法及时处理故障，将可能导致发生重大电力事故。继电保护装置发生故障的资料显示，产生电压下降和电能降低现象很有可能会引发重大的安全事故，甚至会威胁工作人员的安全。如果想要快速确认故障部位，降低事故范围进一步扩大的可能性，必须要及时发现并分析故障。

输入电压端出现故障可能会导致继电保护开关停止运行。输出电压端故障会因为该端口无法自动进行断电操作而引发电力事故。工作人员可使用先进的电压检测设备记录电压，其中波形记录仪是最常用的一种。工作人员可以使用相关设备有效控制输入电压的中断时长。通过控制可知，想要将输入电源的值达到稳定的工作状况，需要耗费不到0.2 s的时间，但开关电源不能与其一起达到稳定的状态。

3.1 电源波动引起的故障

电力系统的电源波动产生异常同样会导致各种故障。例如，输入电压发生一瞬间的故障后电压输入工作正常进行，但仍然会导致继电保护开关无法正常工作，而输出电压不受影响。此时，输出电压保持正常显示，且继电保护开关不会及时做出断电保护反应。工作人员必须手动操作，才可以使装置的开关达到正常的工作状态。通过分析引发故障的原因可知，继电保护开关的电源启动和输出电压出现逻辑错误引发了各种故障。

分析大量的工作实践经验了解到，使用继电保护试验仪能够检测电压是否发生变化，可以控制电压变化的大小并记录变化过程。此外，需在设备的帮助下控制好输入电压的中断时间。工作人员必须改变继电保护开关工作过程中的逻辑顺序，为继电保护开关安全稳定运行提供保障。在处理电源欠压故障时发现，如果输入电压发生通断，会造成其产生不正确的动作，且无法按照正确时间对电路做好复位工作而产生错误动作故障。发生这种事故时，工作人员要时刻观察电压的变化状况，并且对发生欠压的信号做好处理工作。输入电源中断后，电压的恢复如图2、图3以及图4所示。

图2 输入电源中断一段时间后恢复

3.2 启动电流过大引起的故障

图3 输入电源长时中断后恢复

图4 输入电源短时中断后恢复

大量的工作实践表明，如果瞬间输入0.3 A的电流，将会使电网正常工作时的电流稳定到0.4 A。这已经超出了电网可承载的电流大小，易引发开关故障，而系统会对这一故障进行报警[1]。输电线路要求继电保护开关的工作功率能够时刻保持稳定，同时对输出回路的工作功率有一定的要求。为了保证工作状态的稳定，工作人员要详细调查和了解每一项可能影响正常工作的因素，以防产生不正常现象而影响设备的正常工作。如果设备产生不正常现象，将会直接造成开关开始运行时的瞬态电流快速增长而引发重大电力安全事故，从而威胁工作人员的安全，给电力企业和用户造成经济损失。

4 改进措施

4.1 电源波动的改进措施

为了防止继电保护开关电源产生不正常的运行现象，工作人员可在电源上安装电压检测设备，并在延时电容设备上安装电子开关设备。这些方式能够有效保障保护开关设备时刻处于稳定安全的工作状态，防止开关装置受到安全威胁而产生故障。此外，电容设备上电子开关的工作状态没有严格要求，能够确保延时电路发挥作用。

4.2 启动电流过大的改进措施

如果在输电线路开始工作时发生开关电源超过可承载量的情况，将可能发生安全事故，同时影响设备的电源功能，甚至对其造成损坏[2]。通过实际的工作积累，工作人员可增加输出电压的大小，同时减少输入电流的大小，以保障开关电源的安全稳定。如果要保证开关电源在开始工作时的稳定状态，需要尽早控制好电压的数值，确保设备可以正常工作且不会引发安全事故。

4.3 注意检查继电保护开关中的隐蔽故障

调查显示，大部分停电事故的发生都与继电保护开关的隐蔽性故障有关。这些故障具有较强的隐蔽性，因此发生隐蔽故障时如果不仔细检查，很难及时发现故障并制定合理的解决方案。因此，企业要安排专业的工作人员定期保养和维护继电保护装置，检查装置内部是否存在一些不易发现的故障。此外，相关工作人员要收集装置产生各种故障时检测的各项数据，以期为类似事故的处理提供数据支持。

4.4 设计继电保护诊断故障系统

工作人员需要设计一种用于故障诊断的系统，及时发现继电保护装置产生的各种故障，并做好故障的处理工作，从而降低事故发生的可能性，减少事故造成的损失，保障电力企业和用户的利益[3]。实践经验表明，继电保护诊断故障系统有许多用途。工作人员需要根据自身不同的权利管理装置的不同部分，对自己的行为负责，有效降低因越权工作引发安全事故的可能性，同时减少事故可能造成的经济损失。继电保护诊断故障系统可以收集工作过程中产生的各项数据，通过分析这些数据了解事故的原因和解决的方法。此外，系统能够根据工作人员负责的工作区域的大小改变范围，有效做好电力管理和保护工作，提高电力系统工作的稳定性。

5 结 论

电力在国家发展和人们生活中发挥了重要作用，因此国家政府部门应关注用电过程中的安全。电力企业必须制定科学、合理以及有效的方案，有效处理各种安全事故。电源开关在继电保护装置的工作过程中发挥了重要作用，因此必须要加强对开关的设计及研发工作。设计时要参考可能影响工作状态的各种因素，保障工作状况的稳定，有效提升电力系统运行过程的安全性，从而推动电力行业稳定发展。