电力系统继电保护的故障分析及处理方法探讨

苏恒山

[摘    要]继电保护装置是当前电力系统保障自身安全运作的重要基础，更是防止在供电期间发生大范围停电事故的关键技术措施。伴随当代城市的建设改造步伐的逐渐增快，国内电力系统也实施了大规模的改建更新，通过技术改造来促使城市能够做到稳定、安全的供电。继电保护装置作为电力系统中的关键构成要素，若是出现故障，将会导致电力系统无法正常运作，因此，需要加强此方面故障问题的分析与制定有效的解决方案。

[关键词]电力系统;继电保护;故障分析;处理方法

[中图分类号]TM77 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）09–00–02

[Abstract]The relay protection device is an important foundation for the current power system to ensure its own safe operation， and it is also a key technical measure to prevent large-scale power outages during the power supply period. With the gradual increase in the pace of construction and transformation of contemporary cities， the domestic power system has also implemented large-scale reconstruction and renewal， focusing on technological transformation to promote stable and safe power supply in the city. As a key component of the power system， the relay protection device will cause the power system to fail to operate normally if it fails. Therefore， it is necessary to strengthen the analysis of the failure problem in this regard and formulate an effective solution.

[Keywords]power system; relay protection; fault analysis; processing method

就當前发展状况来看，寻求有效方法来处理电力系统继电保护故障，对于整个电力行业而言是十分关键的一项任务。尽管继电保护在电力系统之中具有较高的应用地位，不过在面临一些无法避免的因素出现时，其就会产生故障，并且这些故障的出现会导致电力系统的稳定运行受到较大影响，因此积极、有效地针对故障问题展开分析探究并及时解决具有较为重大的现实意义。

1 继电保护的作用及其基本要求

1.1 继电保护的作用

继电保护可以确保电力系统维持安全、平稳的运行状态，从而为人们提供更加稳定的电能。在电力系统的运行期间发生故障或是问题时，继电保护装置便会自动运转，而且在无需将电力设备停机的状况下，及时把出现故障的区域从电力系统中隔离开，或是向工作人员发送警示信息，让工作人员能够立即采取措施，以此确保电力系统之中受到保护的区域不会继续损坏而且能够维持对外供电的持续性，此种保护方式被称作继电保护。

1.2 继电保护的基本要求

1.2.1 选择性

选择性是指对于故障问题的排查分析功能，要能够正确判断出存在故障的区域与处于正常状态的区域。

1.2.2 可靠性

电力系统能够在其保护作用下持续、稳定运转。在出现故障之时，继电保护一定要能产生对应的保护动作，而在无需进行动作的情况下，要求继电保护装置能够保持稳定，不会误动。

1.2.3 高速性

高速性是在电力系统出现故障时，继电保护能够立即作出反应，把故障部位断开，确保电力系统的运转不受影响，从而让电力系统在不停止电能供应的基础上，尽量把因为故障而引起的系统停止运作的时间缩短，从而减少由于故障而产生的经济损失。

1.2.4 灵敏性

要求电力系统在保护范围内出现故障问题时，继电保护可以按照故障的变动状况来灵活、有效、快速地采取应对措施。

2 常见的故障分析

2.1 继电保护装置的质量

继电保护装置自身的质量优劣将直接决定着保护作用维持的时间长度，并且对设备运作期间的稳定程度也存在一定影响。继电保护装置的质量对于电力系统而言十分关键，若是质量不达标，那么便无法有效保障电力系统的安全运行，甚至有可能使得电力系统的安全性能有所下降，使得当地的生产作业与居民的日常生活都会受到较大影响。所以，继电保护设备的质量十分关键，电力公司与有关管理人员应当对其进行严格检测，保证其不存在质量缺陷问题。

2.2 运行故障

运行故障在继电保护之中属于较为常见的一种问题，而且其带来的危害程度也是各种故障中最为严重的。比如，在电力系统运行期间，温度的异常提高可能使得继电设备失灵，主要表现为以下方面：在目前的继电保护之中，二次电压回路比较容易发生故障，同时也是相对较为薄弱的区域，所以，电压互感器与继电保护故障之间存在一定联系。

2.3 开关选择不当

开关的选择是十分重要的一环，目前在许多高负荷部位区域都有修建开关站，所采取的供电方式是变电所-开关站-变压器，对于尚未将继电保护改造成自动化形式的开关站而言，应当尽量选取负荷开关来充当保护开关。

2.4 电流互感饱和故障

电流互感器保护会对继电保护造成十分强的影响作用。伴随输电系统装置终端负荷的持续扩容，若是出现短路问题，那么就会面临短路电流较大的情况。若是系统在接近终端装置的区域出现短路，那么电流甚至可能会高达电流互感器额定电流的百倍不止。对于常态短路问题，较为严重的电流互感器误差是伴随一次短路电流的倍数增长而慢慢变高的，在电流速断保护灵敏性下降时，便有可能使得保护设备动作受到阻碍。当线路出现短路问题时，因为电流互感器电流处于饱和状态，并且再次感应的二次电流较小或是接近于零值，也会使得定时限过流保护设备无法达到动作定值而发生拒动。在变电站发生过流保护拒动问题时，会致使发生母差保护动作，便可能会使得供电系统发生全面断电的现象。

2.5 干扰绝缘因素

电力绝缘因素会对电力系统的继电保护设备带来极大影响。当在正常状况下，继电保护设备的外部会附着一层绝缘皮，不过在经历长时间的使用之后便会使得绝缘皮逐渐掉落，如此一来当处于恶劣天气环境时继电保护设备的安全便无法获得有效保障，因此，需要定期对其线路加以检查，保证线路外层绝缘皮的完好，降低设备发生问题的概率。一般而言，继电保护设备若是未和抗干扰电容相连，就会使得阻抗过低、周边磁场太大，从而带来一些不良影响。

3 继电保护故障处理措施

3.1 替换处理措施

此种措施为当前电力系统之中对继电保护故障问题进行解决时所运用频次较高的方法。主要原理是通过利用能够正常运作的零部件来替换设备之中有可能存在异常的零部件，基于此种方式来判定零部件的质量情况，从而有效缩小引起故障的零部件的排查范围。如果发生了微机保护故障或内部单元继电器出现异常，这时，维修技术人员可把正处于检修状态下或备用间隔的设备插件，和有可能存在异常的插件加以调换，如果在调换之后，设备恢复了正常运行，那么即代表被调换的插件为引起故障问题的源头，如果在调换以后故障依旧存在，那么就需要继续调换其他部位的元件，以此来进行故障的排查，直到确定相应的故障元件。

3.2 分段处理法

所谓的分段处理法也就是对继电保护设备实行合理分类，按照所采取的分类次序来采取相应的处理措施。在对高频保护的收发信机开展检查工作时，便可以对通道装置与收发信机实行合理划分，通道会在断开以后与负载接通，然后再经过通道和电平间具有的差值，从而准确判断存在故障的具体设备。当高频保护收发机发生故障之时，此时无法正常收发信号，那么就会导致其他各处通道装置与附近的收发机的正常运作受到影响，面对此种问题，可采取分段处理的方式来加以解决。先把通道全部断开，然后接通75Ω的负载，再使用电平表来对自发自收的状况是否存在异常来实行判定，并且对于能够正常使用电能的负荷端加以检查，如此便可较为快速、便利地排查出故障的对应位置。

3.3 参照法

基于对异常与正常装置的技术参数加以对比，分析比照其中的差异点，进而察觉到异常设备发生故障的具体位置，此种方式即为参照法。能够用于查验接线是否存在问题，以及在进行定值检验工作中，得知测试值和预设值差距较大但又无法确定原因等情况。若是在对装置进行调整或是对回路加以二次改造之后，接线依然无法正常应用，此时便需参照同类型设备的相关参数。在查验继电器定值之时，若是发觉某一继电器的测量值和整定值之间存在较大差距，此时尚不可断言该继电器特性较差或是对继电器中的刻度值加以调整。通常碰到此种现象，应当是使用同一个表计来测验其他存在同类型回路的相同型号的继电器，而且要加以对比分析。

3.4 短接法

此种方法通常运用在检查存在于电流回/开路、电磁锁失灵、无法切换继电器等转换开关接点的故障方面，也就是用来判定短接线范围以内或是其他部位是否产生故障的一类措施。具体的实施步骤为，将短接线与回路中某一段或是某部分进行短接，以此来实现将故障排查区域有效缩小。不管是采取替换法、参照法又或是短接法，均是解决不能被记录分析的故障所较常使用的方式。另外，电力系统内的继电保护装置也会偶尔发生能够被记录分析的故障，此类故障由于能够被元配件记录下故障的具体发生位置，也就无需采取上述方式来进行排查处理。

3.5 逐项拆除法

该种方法比较适合运用在多个回路并联为一体的状况，即直流接地回路、交流电源熔丝等故障。运用此种方式只用把并联成一体的二次回路逐一分离，接着再把它依次放回，若是放回期间存在故障，即表明故障就在此段回路之中。然后再运用相同的措施在此回路中使用更小的分支路加以检查，一直到发现故障的具体位置。

若是将此方法运用于直流接地故障之中，便可利用拉路法，同时按照负荷的重要程度，分别短时间内将直流屏提供直流负荷的各条回路断开，而且要控制断开时长不可大于3s，在将某条回路断开之后，此时故障消失，那么就代表故障处于此回路内，要继续使用拉路法，来找到故障存在的支路。然后把接地支路中的电源端端子一一拆除，一直到找到故障点位置。若是把此方法运用在电压互感器二次熔丝熔断方面，由于短路故障存在于回路内或是二次交流电压互串，便能自电压互感器二次短路相的总引出部位把端子拆开，使得故障清除。其后再依次恢复，一直到故障出现，接着逐一检查各条分支路。若是发生的故障为继电保护设备保护熔丝熔断或是电源空气开关无法闭合，则可先把每一个插件全部移除，然后再逐一放回检查。在进行故障排查之时，需要全面、细致地分析了解熔丝熔断的具体范围，再基于熔丝的变化情况来使故障产生范围得以缩小。

4 结束语

最近几年，我国继电保护技术实力大幅增强，这对于继电保护设备的故障问题分析研究与解决工作提供了有力的技术支持，并且也为继电保护动作的智能、仿真分析打下了坚实的基础，有益于提升电力系统运行的安全性，能够稳定、持续地提供电能，而且也对实现继电保护设备管理工作的自动化程度的加深有着较大帮助。

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