电气继电保护的常见故障及维修技术

李继红

山东华鲁恒升化工股份有限公司 山东 德州 253024

引言

为充分提升当下电力系统的供电稳定程度，为后续的工作奠定科学稳定的基础，当下工作人员可以通过组织专业电力系统维修课程，培养专业电力人才；结合实际电力系统特点，确定具体工作流程；整合继电保护故障工作内容，构建严谨监督体系等措施来营造良好的电力供应环境，确保整体电力系统不被故障困扰，为后续工作提供良好的能源。

1 电气继电保护技术概述

电力系统在正常运行时，能够对其予以保护作用的故障防控设备就是电气自动化继电保护系统。如果电力系统出现了故障，那么该保护设备就会利用继电保护的措施对整个电力系统进行全面、充分的检查，其能够在短时间内发现并确定故障原因与具体部位，同时还会及时地对维修工作人员发出预警，让其可以快速对故障系统予以维修处理。该技术还能够采取跳闸处理方式对电力系统进行保护，令其出现故障的部分暂停工作，防止出现大范围停电，为用电户的日常生产、生活提供保障。大量实践研究表明，受继电保护的电力系统，其运行环节的安全性、可靠性都优于普通电力系统，并且对电力系统的自动化、信息化、智能化发展有很大促进作用。所以，在电气自动化系统中运用继电保护安全技术势在必行[1]。

2 电气继电保护的常见故障

2.1 干扰故障

干扰故障是继电保护装置运行中比较多见的一类故障，主要是由于静电干扰或电磁辐射干扰所造成的一类运行故障。在日常使用一些类型的通信装置与设备期间会不可避免地产生一些电磁辐射，由于继电保护装置本身具有比较高的灵敏性，所以这些电磁辐射会影响继电保护装置的正常运行，如使其出现错误动作，进而会对电力系统运行质量带来不利影响。

2.2 内部故障

内部故障是变电站内部继电保护装置中比较多发的一类故障，主要表现在如下几个方面：接点故障。接点如果存在异常消耗情况，或者接触不良情况，都容易直接影响继电保护装置的正常运行。比如，接点部位被硫化物所腐蚀，影响该部位的质量；差拍问题是继电保护装置出现电压异常等问题所造成的，如继电器电压是否满足规定标准与要求等；装置元件故障。

2.3 外部故障

鉴于变电站内部所设置的继电保护装置大都设置在复杂的环境条件下，非常容易受到外部环境因素的影响，如雷击、大风等都是潜在的外部故障诱发隐患，如可能会使继电保护装置发生绝缘故障。又或者在对继电保护装置进行日常运行维护过程中，相关检修人员没有及时检修及解决潜在的继电保护装置故障，或者没有做好继电保护装置的运维管理，使其受到了人为破坏或偷窃等，这些都会诱发继电保护装置故障问题[2]。

3 电力系统继电保护故障原因

3.1 设备运行故障原因

电力系统在运行时，其中的继电保护装置时常出现设备运行故障，究其原因，主要是设备自身的灵敏度正处于不断降低的状态，且设备本身也存在老化以及损坏等问题，这都是造成继电保护装置产生故障问题的主要原因。另外，电力系统中继电保护装置的主变差动保护开关拒合，也是另一种较为常见的设备运行故障，而且二次电压回路这一问题，还会对电压互感器的运行状态造成不良的影响，大大提升了相关设备运行故障出现的频率。如果相关部门没有在第一时间对二次电路回路这一问题进行有效处理，肯定会对二次电路的良好运行造成一定的阻碍，促使电力系统继电保护故障的出现更加频繁。

3.2 开关设备故障原因

继电保护装置的有效安装，能够为电力系统的运行提供良好的保障，如果在安装继电保护装置时，存在其与电力系统不相匹配的情况，肯定会对开关设备的使用产生不良影响，使其出现故障问题，进而对整个电力系统的稳定运行造成一定的阻碍。就实际情况来看，部分变电站的开关设备并不具备自动化的功能，这就会导致开关设备在运行过程中出现超负荷的现象，进而对开关设备产生较大的破坏[3]。

3.3 元件损害故障

继电保护装置内部结构是由多种元件以及各种配制构成的，因此，加强对元件质量的保护，就能够减少继电保护装置的故障问题。不过，在继电保护这一装置中，元件损害故障非常严重，一旦元件受损，就会对整个继电保护装置的运行产生不良影响。

4 继电保护故障诊断方法

4.1 短接法

该种故障诊治方法是对继电保护故障范围进行缩小的一种常用方法，具体就是将回路当中的一部分或一段采用短接线的方式接入，以此来判断相应的故障处于短接线范围之外或是之内。该种故障诊治方法主要适用于对电流回路开路情况，或者电磁锁失灵情况等进行判断。

4.2 元件替换法

该法主要是采用正常的继电保护系统元件来将出现故障问题的元件替换下来，以此来缩小故障诊断的范围，提高故障诊断效率，是现阶段继电保护故障诊断及处理中比较多用的一种诊断方法。

4.3 参照法

相关技术人员在对继电保护故障问题进行处理解决时，可以利用设备参照处理技术，快速准确地找出故障所在之处，接着就能够对故障进行科学的分析，借此采取合理有效的措施，对于相关故障进行处理。在具体使用设备参照处理技术的过程中，相关技术人员需要将出现故障的设备与能够正常运行的设备放在一起予以比较分析，借此对继电保护装置中存在故障问题的位置予以精准确定，这样则能够为故障处理工作的顺利开展提供可靠的信息依据[4]。

5 电气继电保护维修技术措施

5.1 科学制定维护检修方案

智能变电站继电保护装置的稳定运行，离不开维护检修工作的支撑，为确保此项工作的有序开展，应当遵循科学、合理的原则，对继电保护维护检修方案进行编制。运维人员应当做好现场检查，可将重点放在继电保护装置运行状态、电力线路运行方式等方面，看是否与规定要求相符。采用现场调查的方法，能够收集到准确的信息，为维护检修方案的编制提供可靠依据。在开展继电保护运维方案研究时，运维人员可按照实际情况，对细节进行优化调整，从而使编制出来的方案更加合理可行。

5.2 继电保护装置故障诊断及检修

首先，在监测到继电保护装置处于异常运行状态时，及时开展装置故障诊断与检修工作，准确判断装置故障类型与产生原因，并要求工作人员全面掌握各类常见故障类型的相关信息，以此提高故障诊断效率，保证诊断结果真实准确。例如，电压、电流互感器二次电压回路故障的主要产生原因包括PT二次中性点接地方式不当、二次回路短路、差动保护电流互感器二次回路极性接反等。而电磁系统铆装件变形故障的产生原因包括零件过长与过短、用力不均、模具设计与装配不合理。与此同时，灵活应用各项故障诊断方法，如替换法、对比参照法、目视检查法、回路拆除法。以替换法为例，使用性能正常的元件逐一替换装置中的原有元件，如果元件更换后装置故障问题得到解决，表明所更换元件存在质量缺陷，以此来缩小故障查找范围，或是直接确定故障点。

5.3 继电保护装置定期检验

由于继电保护装置所处环境较为复杂，随着时间推移，受自身老化与外部环境因素的影响，装置性能持续下滑，误动、拒动等故障问题的出现概率有所提升，在使用期间容易出现突发性故障。因此，为预防和减少装置运行故障的出现，应定期对继电保护装置开展全面性检验工作，准确评估装置运行工况，消除装置潜伏故障，强制退役临近使用寿命与存在严重质量缺陷的装置。此外，不同种类继电保护装置的检验期限有所不同。例如，要求每5年对各类型电流互感器进行部分检验，每4年对变压器瓦斯保护装置进行全部检验，每年与每5年分别开展一次回路绝缘测定试验与绝缘耐压试验，每3-5年对高频保护通道设备与高频阻波器进行全面检验。

5.4 做好风险评估

继电保护常规运维中，风险评估是较为重要的内容之一，对此应当予以重视。在站内的继电保护设备进行维护之前，应当通过有效的方法，评估风险，可按照检查和维修操作的风险识别进行执行。利用全面调查，编制出风险识别表，据此完成风险评估工作。依据平结果，开展继电保护运维工作，降低风险的发生概率，为智能变电站的安全、稳定运行提供保障。

5.5 整合继电保护故障工作内容，构建严谨监督体系

为充分提升电力系统整体继电保护的工作状态，及时迅速发现电力系统中存在的故障并及时处理，工作人员需要在原有的基础上整合继电保护的工作状态与以往故障容易出现的位置，尝试构建严谨科学的监督体系，为后续的电力系统工作奠定良好的基础。例如，工作人员首先可以对继电保护工作进行总结与归纳，正确区分被保护设备被检查出故障到底是因为设备自身出现问题还是受到了外界故障的影响。其次工作人员还需总结在以往工作中出现故障的特点与问题，如电流增大，逐渐超过电力系统负荷；电压持续性降低但不易被察觉；电流与电压因负荷功率问题而出现阻抗角变化等故障。通过对电力系统继电保护工作的总结与故障汇总，工作人员便可以制定出电力系统适用的监督管理体系。

5.6 提升机电保护工作人员的综合素养

5.6.1 提高招聘门槛，积极聘用高素养、高专业、高技能的综合型专业技术人员，其不仅需要对电气自动化系统的结构有着全面深入的了解，还要明确继电保护的全部要求，同时也要合理有效应用主变压器、线路、断路器等保护装置对系统予以定期检验、整组传动试验、继电保护消缺以及优化升级等措施。

5.6.2 严格遵守国家相关安全准则需求，合理部署继电保护现场作业安全装置，并按照持续运行、宏观调控指导方针对继电保护区域进行操作，如此方可保证作业的安全性与规范性，对于电气系统出现的一系列故障问题才能尽快解决。

5.6.3 加大对继电保护工作人员的培训教育力度，尽可能选择理论+实践的方法开展培训活动，除了要设置专业的实操场地之外，还需要邀请企业优秀员工代表、行业专家当作培训教师，借此提升相关工作人员的综合素养、实操技能和安全意识等，令其可以完全掌握继电保护技术的操作重点和标准流程，从而能够科学应对各类突发事件，强化继电保护操作现场的安全管理效果。

6 结束语

电力是保障民生建设，社会经济发展的重要能源。伴随着社会用电需求量的持续增加，国内配网规模不断扩大，配网运行管理设备越来越多，配网结构复杂度也越发凸显，这极大地增加了配网运行管理的难度，也增加了配网运行中质量及安全事故的发生概率。继电保护作为电力系统的重要组成部分，发挥着快速隔离故障设备与控制事故影响范围的重要作用，是保障电力系统安全稳定运行的关键。与此同时，继电保护装置运行受到多方面因素影响，其稳定性需进一步提升。因此，为预防和减少电气事故的出现，应充分发挥继电保护装置性能优势。