电力系统继电保护的运行维护分析

殷悦 孙畅

国网江苏省电力有限公司镇江供电分公司 江苏 镇江 212000

引言

继电保护为电气自动化系统运行阶段常用的一种保护手段，其能有效防范、控制系统故障。若电力系统运行过程中突发故障问题，可以采用继电保护设备明确相应位置与故障具体原因，及时发出预警信号，并基于调查处置过程实行有效保护。在产出跳闸动作以后，电力系统便能暂停相应工作，这样有益于减少大范围发生故障的情况。继电保护不仅能提升电力系统的安稳性，还能促进其智能化、自动化发展进程，故而加强对该技术在电气系统内应用情况的研究分析有很大现实意义。

1 影响继电保护应用效果的主要因素

1.1 软件因素

继电保护装置在投用阶段，其内配置的软件很容易滋生出一些错差，以致在问题分析、方案规划及检测操作等方面均可能存在安全隐患，增加了保护装置拒动作的概率，一旦出现拒动，则势必会对继电保护装置运行的有效性形成负面影响。

1.2 硬件因素

近些年，电子技术快速发展进步，智能硬件设备加速更新，新型硬件设备在使用阶段会存有一个磨合期，此期间内会对其做出改良、完善。继电保护装置内的部分硬件设备可能存在着一定问题，比如通道、接口等，若这些问题未能及时解除，则不利于保护装置安全运行，滋生出各种安全性问题，且对电力系统的安全接线形成较大负面影响。

1.3 人为因素

目前，自动化系统在国内各个行业中均有较广泛应用，但至今尚未达到人工智能水平。电气系统继电保护实践中，人工参与是关键一环，其参与方式与状态均影响着继电保护效果，关系着继电保护的安稳性。若实践中部分人员没有严格依照设计标准接线，便会发生接线错误情况。设备维护阶段若检查不到位或存有其他问题，均会影响继电保护的安全水平。

2 电力系统继电保护运行维护概述

2.1 运行维护原则

为保障继电保护装置安全稳定运行，构建起完善的继电保护运行维护体系，应遵循以下原则：第一，确保运行安全。将保证继电保护装置运行稳定性与电力系统使用安全作为核心目标，采取一系列手段措施实现这一目的，如开展继电保护装置的日常维护与定期检验、装置运行状态监测、故障诊断与检修等工作。第二，宏观规划、逐步落实。考虑到继电保护运行维护是一项系统性工作，涉及诸多方面，应结合实际情况制定继电保护运行维护的宏观规划方案，将总体目标分解为若干具体任务，分层逐步实施推进。

2.2 继电保护装置检验内容

为充分发挥继电保护装置使用性能，避免出现误动、拒动现象，确保装置可在电力系统运行故障出现后的第一时间执行相应保护动作。因此，应定期对继电保护装置及二次回路进行校验，根据校验结果发现装置潜伏故障。而继电保护装置的主要检验项目包括整组动作检验、机械部分检查、二次回路绝缘电阻测量、电气特性试验、分闸电压测量、主变差动保护带负荷校验、二次通电试验等。以继电器相互动作检验项目为例，工作人员断开继电器检验期间可能引发误动作的回路及压板，随后，将盘上直流电压调整至运行工况。最后，根据试验期间的继电器保护动作执行情况与顺序，判断继电器安装质量是否达标、检查装置动作是否正确、是否存在迂回电路。

2.3 继电保护装置基本要求[1]

在继电保护运行维护期间，工作人员必须深入了解装置特性与基本要求，将其作为开展后续运行维护工作的主要依据。例如，当检查到继电保护装置未满足基本要求时，及时更换全新装置，将原有装置退役报废处理或进行返厂检修，以满足电力系统的继电保护需求。继电保护装置的基本要求包括：第一，可靠性。在满足保护动作触发条件时，要求继电保护装置可以在限定时间内快速执行保护动作，禁止装置出现误动与拒动现象。第二，选择性。在电力系统出现异常运行现象时，装置应选择性断开与故障点最近的开关设备，如果所断开设备选择不当，将扩大实际的停电范围，影响到其他无故障部分的运行状态。第三，灵敏性。要求所配置继电保护装置具有良好的监测精度及灵敏系数，装置可以第一时间发现所保护区域内出现的设备故障与异常现象，并执行相应的保护动作。第四，快速性。在电力系统出现运行故障后，继电保护装置应在限定时间内以最快速度执行跳闸等保护动作，断开故障设备与无故障部分的连接。

3 电力系统继电保护的运行维护分析

3.1 日常维护

对继电保护日常维护工作的开展，一方面，减小外部环境等因素对装置可靠性造成的影响，预防和减少运行故障的出现，确保装置使用性能得到充分发挥，借此保障电力系统的安全稳定运行。另一方面，多数继电保护装置运行故障在出现前期具有明显征兆，通过开展维护检查工作，可判断继电器等装置是否存在脱焊、变位倾斜、烧伤等故障，将安全隐患消灭于萌芽状态。

继电保护装置及二次回路的日常维护工作内容及要点包括：第一，装置巡查。值班人员定期对各类继电保护装置与二次回路的实时运行状态进行巡视检查，如记录各仪表与接线端子的运行情况。第二，装置清扫。清除继电保护装置壳体表面与盘柜内附着的灰尘污渍与积水，避免装置渗水渗灰而出现运行故障，营造良好的物理环境。同时，必须由两人及以上同时开展装置清扫工作，由一人负责开展具体操作，另一人负责监护，在出现二次回路短路、人员触电等安全事故后，快速采取相应处理措施，如切断电源。而针对电压超过250V的继电器，应提前断开电源，在停电条件下清扫。第三，电源指示灯检查。对继电保护装置及配套测控设备的电源连接情况、指示灯显示情况进行检查，如果指示灯显示异常，则表明装置存在运行故障，根据指示灯闪烁情况与设备运行工况为依据诊断故障类型。第四，目视检查。值班人员采取目视检查法，观察装置及二次回路是否存在异常声响、发热冒烟、散发烧焦气味等异常状态。第五，装置查评及检修。根据继电保护装置的查评结果，将装置分为三类，一类装置技术状况良好无缺陷，二类装置技术状况基本良好、个别零部件存在一般缺陷，三类装置存在重大缺陷、危及电力系统运行安全。随后，及时处理存在缺陷的继电保护装置，在装置运行故障得到妥善解决，或是更换全新零部件后，再将装置投入使用。

3.2 搭建管理体系

在实际管理的过程中，相关技术人员必须以全方位了解智能变电站具体运转状况为前提条件，搭建相应的变电站管理体系，科学合理有序收集虚拟二次回路相关信息数据。对常规情况下智能变电站文件管控工作来说，实现可视化监控目标无法脱离挑选适宜途径提升运作准确性及稳定性的支持。同时，全方位分析信息传递过程中各种安全性问题的产生原因，提升自身重视程度，利用各种技术手段扩大通信配置的安全性，方可保证电力系统运行的有序性及安全性，消除影响检验工作顺利开展的风险因素，进一步提高智能变电站的工作效率。总之，智能变电站继电保护以可靠隔离待检修设备或故障设备为核心目标。

3.3 扩大校验力度

智能变电站历经长期发展其变化相对突出，促使其校验工作重点发生较大的变化。以校验保护装置环节为例，其工作重点内容出现变化，以虚端子映射为校验主体对象，侧重于校验其准确性[2]。同时，校验工作开展期间侧重于健全检验机制，做好软压板可靠性验证工作，方可保证校验结果准确无误，并且校验智能变电站终端时，尽量将稳定性、安全性及完善性视为校验智能终端的重点内容。由此可见，相关校验人员以保证出口硬压板稳定性为前提条件，选择科学合理的校验方法完成工作任务，待完成校验工作后仔细检查变电站合并单元。此外，深入研究相关技术手段，持续优化校验流程。

3.4 遗传算法在电力系统继电保护中的应用

遗传算法是由美国科学家于20世纪70年代提出的一种计算模型，其主要是以自然选择与遗传机制作为理论基础，通过应用计算机设备，首先将问题的全部备用解都进行编码，接着便按照其理论来进行全局优化搜索，最终找到最优解集。发展至今，该算法已在电力系统继电保护工作中获得广泛应用，如诊断输电网络故障原因、实现输电系统电容最优化配置、无功优化电力系统以及处理图像等。该算法应用优势突出，如可以在庞大且复杂的搜索空间中完成自适应搜索并找出最优算法；算法简单且适用性强，在求解问题过程中几乎不受限制，不必经过复杂的求解过程即可以获得最优解集。最大的应用限制则仅在于，输电网络故障诊断模型尚未实现系统化与科学化，而该问题一旦得到解决，人们便可以利用遗传算法高效地解决故障诊断问题。

3.5 计算机化在电力系统继电保护中的应用

近年来，社会整体经济水平的不断提高一方面推高了电力系统对微机保护的要求，另一方面也直接推动了计算机硬件特别是微机保护硬件的飞速发展。由此一来，计算机化在电力系统继电保护中的应用便日益广泛，且已取得瞩目成绩。分析计算机化在电力系统继电保护工作中的应用优势，主要包括以下三个方面[3]：①保护功能强大；②故障数据与信息存放空间充足，数据处理效率高；③能够提高网络资源通信能力，进而提高电力系统继电保护工作效率。

3.6 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。

3.7 完善继电保护技术

要自觉确立防范继电保护故障的意识，定期检查并及时更新自动化系统内的部分软件，保证其始终能符合相关规定标准，加大防控力度，将由内部软件或硬件问题引起的故障率降至最低。与此同时，要提升继电保护力度及施工安全标准化、电气控制系统自动化水平，有针对性的调控不同部件和施工工序，确保各工序内任何部件均能正常运作，积极将先进技术引入电力系统内，提升电力系统运行效率的同时，也能将继电保护的安防功能充分发挥出来。

4 结束语

综上所述，为保障供电可靠性与用电安全，预防和减少电力运行事故的发生。因此，电力企业应推动继电保护运行维护体系的自动化、智能化与信息化发展，落实科学高效的运行维护策略，积极探索适应现代电力系统的继电保护运行维护机制，以推动我国电力事业的健康、可持续发展。