电力继电保护故障的检测及维修

胡静

国网河南省电力公司技能培训中心 河南 郑州 450000

引言

随着社会生产和生活水平的提升，社会用电需求量显著增加，与此同时，电力系统的正常稳定性也就显得至关重要。电力系统要想正常稳定的运行就需要依靠继电保护系统，由此可以看出继电保护系统的重要性。而继电保护系统能够正常稳定的处于正常工作状态，就需要加强日常的故障检测和维修工作，将继电保护系统的故障时间压缩到最短，使各种故障问题能够高效快速地得以解决。

1 电力继电保护常见的故障问题

1.1 开关设备故障

开关设备故障是继电保护系统中常见的一种故障问题。一般情况下，继电保护系统中的线路或者电网均正常的话，系统存在故障问题则很可能就是开关设备存在不同程度上的故障，主要表现为开关设备自身被损坏或者开关设备的选用与继电保护系统不匹配。在电力继电保护系统中，常用的开关设备主要分为负荷开关和熔断器与负荷开关组装使用的方式。不同的开关设备形式的具体应用场景是有所区别的[1]。因此，对于开关设备的选择与安装，需要结合继电保护系统的实际情况来选择与之相匹配的类型，否则就会引起开关设备的故障，甚至导致整个继电保护系统不能正常运行。

1.2 电源故障

直流电源是继电保护系统正常工作的重要基础，如果直流电源系统存在故障问题，则整个继电保护系统的运行就会受到不同程度上的影响，甚至使得整个继电保护都无法正常运转。对于继电保护系统中的直流电源故障，主要有直流接地、充电机故障、蓄电池故障及交直流串扰等。电力系统在实际应用过程中，发生直流接地的原因有很多种，比如下雨天气、二次接线盒密封不好、二次线松动或误接等，这些情况都可能会造成单点或多点直流接地，从而对继电器产生冲击，导致继电器瞬间误动。同时，如果发生交直流串扰现象，会使得继电保护装置误以为电源发生问题，继电保护装置自行变动，严重影响系统运行的安全性。

1.3 老化故障

通常情况下，继电保护装置都有规定的使用年限，其使用寿命一般维持在十年左右。但是，在实际应用过程中，继电保护装置难免会存在绝缘体老化问题。这主要是因为继电保护装置长时间的运转，使得自身的工作环境温度较高，在长期的高温作用下绝缘装置就会加速老化[2]。同时，如果工作环境过于潮湿，绝缘装置的周围就会存在大量的水分子，部分水分子就会被吸附在装置表面，这样当绝缘装置中有电流经过时，电流与水分子之间就会产生一定的相互作用，进而严重降低绝缘装置的绝缘作用，甚至引发短路故障问题。

1.4 继电器故障

继电保护装置的插件装有大量的继电器，继电器的线圈和接点运行是否良好，直接影响继电保护二次回路信号输出。继电器故障主要表现为保护插件内部继电器线圈过热、供电不足、线圈断线、正负极接反、线圈烧毁、继电器接点不正确闭合和断开等。当继电器线圈在长时间的通电运行下，很可能会出现过热的问题，进而造成对线圈的损坏。线圈的工作运转需要足够的电压条件，如果供电系统不能够按照线圈运行所需的正常电压给予供给，则线圈就会存在一定程度上的故障问题[3]。而对于线圈正负极接反的问题，主要是指二极管继电器中极性接反或者电源线圈接反的问题，以至于线圈被烧毁，进而不能正常工作。

2 电力继电保护故障的检测方法

2.1 区别故障支路和故障相的方法

通常情况下，电流节点系统单相接地故障发生的情况下，其故障特征的显现会呈现出一种暂态的情况。这种情况下，可结合系统故障前后的数据特征，通过相应的仿真数据模型进行模拟，以将电流故障问题时的瞬时畸变波形进行复现或者放大。与此同时，通过数学仿真模型还可以将电流暂态信号进行相应的小波分解，并将此作为检测人员分析判断的依据。在故障排查过程中，通过频带特征量和负电荷电流提取的瞬时性等特征，可以在一定程度上实现系统无故障干扰的判断，以准确识别出故障相故障支路。

2.2 综合故障分析系统的继电保护和检测方法

通过实行网络系统化的设置，将继电保护装置中关键点全部纳入到继电保护体系中，并且与系统主站通过数据处理、数据通信等方式进行全面协调与管理。同时，通过对继电保护装置反应出的保护安装处的电气量进行实时监测，来进一步分析判断故障的具体发生位置、故障的性质和发生原因等，精确的向继电保护装置发出相应的指令，对故障的设备元件进行进一步的排查，最大程度上避免系统故障问题引发更大的经济损失，提升系统的安全可靠性[4]。

3 电力继电保护故障的维修

3.1 直观检测维修法

直观检测维修法是一种最为基础性的检修方法，这种方法具有操作简单、方便快捷的优势，因此，具有较广的应用性。对于维修经验丰富的工作人员来说，并不一定非得借助技术装备等来实现故障检测，往往首先需要对继电保护装置的外观和运行特征进行观察，以确认其是否存在明显的异常变化，例如设备插件表面是否存在颜色变化、设备面板异常告警灯是否点亮、设备交流采样值是否异常、设备的安装连接部位是否存在松动或者接触不良的情况，设备周围是否存在局部过热而烧焦的气味，这些特征现象都可以作为检测人员分析判断的依据，以协助工作人员进一步确认故障问题的根节点。

3.2 短接维修法

短接维修法也是一种常用的电力电路异常检测方法，一般需要借助一根导线，将其分别与被检测装置两端的金属相连接，使该电路系统区域处于短接状态。然后将该电路系统进行连通查看其电路中相应的电流值。如果该区域内电气设备处于正常运行的状态，则证明该电力线路没有故障问题。此时就需要对下一个需要检修的设备进行短路处理。通过该方法能够逐步缩小故障检修范围和数量，直至确定最终的故障发生位置[5]。

3.3 排除维修法

排除维修法也是一种用于检测回路故障的方法，这种检测方法的优势在于排查速度相对较快且准确到位。排除维修法的具体操作是将待检修系统中的并联电路逐个拆除，在按照之前的安装顺序将电力线路上电气元件和装置进行安装还原。然后对整个系统接通电源，观察整个回路的实际运行情况，如果该回路中存在异常，则证明其中某个部位存在故障问题，需要进一步排查与确定。对于直流系统故障，常见的处理方式是采用拉路法，目的就是逐步排除直流接地等异常故障点。

3.4 替换检修法

替换检修法的应用效果良好，但是该方法的检修效率相对较低，因此，替换检修法一般用于检修工作量较小的系统。一般情况下，对于电力继电保护系统中存在故障问题的情况，检修人员需要通过初步的分析判断，将故障点定位到某几个电器元件或者装置上面。然后逐个拆除疑似故障元件，将其他备用的同种规格型号的电气元件或者装置进行替换安装。在电气元件或者装置替换后系统能够正常工作，则之前的电气元件或者装置存在一定的故障问题，是故障的直接原因。如果在更换后仍然不能正常工作，则需要对其他电气元件或者装置进行更换，直至确认最终的故障问题根源。

3.5 对照检修法

对照检修法也是一种常用的继电保护故障检修方法。在对照检修法实际应用过程中，主要是通过将电力系统中各个装置的运行参数进行对照。检修人员对疑似故障位置进行相应的数据测量，然后将该测量数据与正常运行数据进行比对，以确认该位置是否存在故障问题。需要注意的是，并不是测量数据与正常数据存在差异就可以判定为此处为故障位置，需要配合其他检修方法进一步确认[6]。例如，如果测量数据和正常数据之间的偏差较大，则可以通过更换相同规格型号继电器的方式进行重新测量，以判断该位置的故障情况。

4 电力继电保护故障的处理措施

4.1 详细记录电力继电保护故障的发生过程

对于电力继电保护系统中的故障问题，其故障类型相对较多，不同故障类型存在相应的故障表现，这就需要对电力继电保护故障的发生过程进行全面详细的记录，如记录故障问题的发生时间、持续时间、故障发生位置、故障问题的表征现象等。这样，继电保护运维人员在进行检测和维修工作时就能够显著提升检修工作的工作效率，帮助检修人员能够以最快的速度结合故障问题来分析判断故障的根本原因，使得故障维修工作更加顺利。继电保护的记录工作不仅包括故障现状信息的记录，而且需要结合实际的故障检修情况进行专业的技术分析，为后续故障的处理提供科学完善的指导依据。因此，电力继电保护故障问题的记录具有一定的参考价值，能够有效提升电力继电保护装置维修的工作效率。

4.2 加强电力继电保护设备的日常维护

加强电力继电保护设备的日常维护和管理工作，这样能够使得电力继电保护装置在大部分时间下都能够处于正常工作状态。在这种条件下，继电保护装置不仅能够减少故障对于生产的影响范围和影响时间，而且还能方便检修维护人员能够及时有效的发现一些隐蔽的故障问题，并有充足的时间去加以维修。电力继电保护的日常维护需要结合这些设备的实际运行情况制定科学合理的维护计划，并建立相关的检测维护工作标准，使得维护检修人员能够明确检修的根本目的，使得检修的各项指标能够达到标准要求。对于电力继电保护设备的各项维护管理工作，必须做好全面深入的检查，使得相关装置能够得到全方位的检查和分析，以便能够及时准确的检查出继电保护装置中可能存在的故障隐患，并采取及时的解决措施加以控制，最大程度上保证电力继电保护装置能够正常稳定运行。

4.3 加强电力继电保护设备故障检测和维修技术的改造升级

随着科学技术的发展，新型先进科学技术的应用能够有效改善电力继电保护装置的运行和维护工作质量。一方面，各项维护检修工作能够从精准度方面得以提升，另一方面，还能够显著提升检测和维修工作的便捷性。同时，电力继电保护设备故障检测和维修技术的升级能够重点攻克一些检测和维修技术难点，使得大部分故障问题能够加以解决，在一定程度上提升电力系统工作的稳定性。

5 结束语

电力继电保护故障的检测和维修工作具有一定的专业性和技术性。电力继电保护是确保电力系统正常稳定运行的重要保障。因此，电力企业需要加强对继电保护故障的检测和维修工作，并科学运用相应的检测和维修方法，以提升继电保护系统的稳定性，确保电力系统能够正常稳定的运行。