电力系统继电保护常见故障与对策研究

国网银川供电公司二次检修中心 王绍先

电网建设一直以来都是我国的重中之重，是保障各地区人民正常生产生活的关键。为保障电力系统可提供稳定用电服务，电力公司采取一系列应对措施，而继电保护就是保障电力系统稳定运行的重要构成。当电力系统出现运行故障时继电保护装置就会自动断开，使存在故障的线路停止工作，以保障其他线路正常运行，这样可有效避免出现大面积停电问题，电力系统运行故障所带来的影响控制到最低，以方便电力系统维修人员可及时找出系统运行故障，采取有效故障应对措施。在实际当中，电力系统常常因为多方面因素而出现多种问题，这也进一步凸显了继电保护的重要作用。

1 继电保护相关概述

电力系统运行稳定性比较差，其运行很容易受到不同原因而引发的故障问题，导致系统无法正常运转。一旦电力系统出现运行故障就会触发系统运行故障警报，保护装置就会将存在故障的线路进行切断，以避免故障进一步扩大，继电保护就是负责切除或隔离故障线路的那一部分。

要想保证电力系统可做到稳定运行，最关键还是在于及时找出影响其运行的因素、排除系统运行故障，使电力系统可处于稳定运行环境[1]。电力系统最重要的就是要做好变压器、输电线路及发电机等装置保护工作，这些作为电力系统运行的重要元件，如没有对其进行妥善保护就会引发电力系统出现严重故障。所以，在实际当中就会借助有触点的继电器来保护电力系统及其元件，以保障电力系统实现稳定运行，这种保护电力系统运行的方式也称为继电保护。继电保护装置可在电力系统出现故障后的第一时间快速切除系统故障位置并发出警报，提醒相关人员及时根据警报来查找故障源并采取针对性应对措施，以避免故障进一步扩大，造成更为严重的损失。

继电保护要想有效保护电力系统和其元件的正常运行就应当满足两个条件：一是继电保护装置可准确识别电力系统或元件是处于正常运行状态，还是出现了运行故障；二是在继电保护启动后，其是对区域内进行保护还是对区域外进行保护。这两个条件得到满足后，继电保护装置才可更好保障电力系统稳定运行。当电力系统出现运行故障后，继电保护装置会利用故障出现时所发生的电气量变化而出发保护功能。

2 电力系统继电保护的重要作用及常见故障类型

2.1 电力系统继电保护的作用

2.1.1 自动报警

当继电保护装置识别到保护区域内出现电气量数值出现异常变化时，可自动捕获所在区域并触发相应区域的故障报警信号。电力系统维修人员可根据不同故障报警信号来快速锁定故障发生位置并及时进行抢修，提升电力系统故障维修效率。

2.1.2 自动切断

将计算机技术与信息技术融入到继电保护装置当中，使继电保护装置可在发生故障后自动报警，并根据具体故障类型来自动切除存在故障的线路，这样可有效避免运行线路故障进一步扩大，减少故障发生所带来的损失。这些技术的融入使得继电保护装置可更好控制故障范围以尽可能减少损失，为电力系统稳定运行保驾护航。

2.1.3 故障检测

继电保护装置并不是对整个电力系统进行全面检测，其故障检测范围有限，主要是根据检测范围内电气量变化检测来实现故障检测。当继电保护装置检测范围内出现短路故障时，存在故障位置电气设备好线路的电气量就会快速增加，一旦电气量超出安全之时继电保护装置就会自动检测到数据异常，进而触发保护。电流和电压相位角以及测量阻抗的变化是继电保护装置故障检测的重要依据，根据这些数据变化，继电保护装置可快速判断出故障发生具体位置是否在检测保护区域内，然后再根据具体故障类型触发报警，方便电力系统维修人员可快速确定故障位置。

2.2 产源故障

主要是因为继电保护设备内部组件性能而引发的故障问题。如果继电保护装置中的内部组件存在质量问题或是性能不佳，就会在电力系统出现运行故障时出现错误操作，不但无法及时切断故障源，还会造成巨大损失。

2.3 运行故障

运行故障作为继电保护常见的故障类型之一，主要包括二次回路运行故障、由于部分保护装置出现故障而引发的开关电路失灵，以及长时间运行导致局部高温所引发的连接装置故障等[2]。周围环境因素会对电力系统稳定运行带来巨大影响，当电力系统处于比较差的运行条件时，就会对电力系统运行带来极大影响。为满足人民用电需求，电力系统需要保持持续稳定的运行状态，而这种状态下的设备处于持续运行状态，导致设备老化问题严重，继电保护装置保护功效降低。由于电力系统处于持续运行状态，因此高负荷运行情况时有发生，这就需要电力系统维修人员能够及时关注设备运行情况。

就目前来看，继电保护装置在运行过程中很多运行故障都是潜在的，很难被及时发现，而这些故障一旦显露出来就会引发更大的安全事故，造成巨大经济损失。要想避免这一问题的发生，就要重视继电保护装置运行故障，定期对继电保护装置运行情况进行关注和排查。

2.4 电流互感饱和故障

如今我国经济获得快速发展，各行各业都呈现出朝气蓬勃的发展形势，同时对于电力资源的需求也在不断增加，对电力系统运行要求也在不断提升，很多地区电力系统都存在超负荷情况。在电力系统运行过程中，如果电力提供运行末端周围出现短路，短路电流远超出额定电流[3]。通常情况下，短路出现的次数越多，对电流互感器所带来的影响也就越大。刺激电流接近于0，在出现电路短路时电流互感器输入误差处于饱和状态，这就会导致显示开关无法进行正常运行。

当电压保护装置没有出现在电源插座，就会保护输入线路部分，进而切断电源。但当电流互感器额定电流出现异常时，就可快速判断这种异常是因电力系统末端设备发生短路故障而导致的。如果电流互感器中的电流在百倍左右，就可充分说明故障发生地点在设备末端位置。而引发故障的主要原因,就是电流互感器过流发生故障后，线路短路导致感应器处于保护状态，根据这些问题就可以及时开展故障应对工作。

2.5 继电保护设备选择缺乏科学性

继电保护装置作为电力系统的重要组成部分，使保障电力系统稳定运行的关键。现阶段，不少大负荷区域普遍运用电系统开关设备、配电设备以及变电设备等。一些开关设备并不具备自动保护功能，所以可在开关连接负荷开关、组合继电保护装置或是开关插座，这样可确保继电保护装置为电力系统稳定运行提供持续保护。对于继电保护开关而言，其发生故障的主要因素是因为电力系统和继电保护装置不匹配，对继电保护设备选择缺乏科学性而导致的。所以在选择继电保护设备时，应对电力系统运行情况进行全面分析，结合电力系统负荷情况来选择合适的继电保护设备，使继电保护设备可更好满足电力系统负荷要求。

近年我国用电需求持续攀升，不少地区电力系统都处于负荷运行状态。在电力系统高负荷运行情况下，继电保护装置并没有跟随系统工作强度来调整与升级，因此很易引发各种故障问题。而继电保护装置一直处于超负荷状态，其开关设备必然老化严重，无法保障电力系统稳定安全运行，增加故障发生概率，因为故障而引发的损失也是不可估量的。

3 电力系统继电保护故障防范措施

3.1 增强继电保护装置抗干扰能力

要想减少电力系统继电保护故障，需提升继电保护装置抗干扰能力。主要是因电磁干扰是导致继电保护装置出现故障的重要因素，通过提升其抗干扰能力，可有效减少因电磁干扰而引发的故障问题。为此，可借助铁质保护柜来提升继电保护装置硬件的电子抵御能力，同时还不会影响信号传输。同时还需在装置布线时确保各元器件和信号线路保持一定距离，减少元器件和信号线路之间的干扰，也可借助具有较强抗干扰的材料来提升继电保护装置抗干扰能力，使继电保护装置可为电力系统提供持续保护。

3.2 定期开展维护与检修工作

要想保障继电保护装置的稳定运行，最重要的就是做好维护和检修工作。一些继电保护装置故障具有一定隐秘性，平时并不会表露出来，如果没有及时发现就会引发严重的故障问题，进而带来巨大损失。所以开展有效维护与检修工作非常有必要。为此，电力公司需要提升维护检修人员专业素质，定期组织他们开展继电保护装置故障相关知识与技能培训，这样才可在维护与检修工作中更快发现潜在故障问题，进而及时采取有效应对措施。

同时，应当制定严格的继电保护装置维护检修制度，要求维护检修工作人员要结合继电保护装置特点和实际运行情况来制定维护检修方案，严格按照方案来开展检修工作，并将每次的维护检修时间、具体内容详细记录在册，重点关注继电保护装置，查看继电保护装置中的设备和线路是否存在老化、损坏等情况，在运行过程中是否存在发热、震动等其他异常情况，发现问题后要第一时间解决，避免故障进一步扩大。及时开展维护与检修工作不仅可减少继电保护装置故障发生概率，还可有效延长继电保护装置使用寿命，使其各项功能处于正常状态。

3.3 提升继电保护装置技术水平

随着社会的发展进步，智能技术、自动化技术以及互联网信息技术在不少行业中都获得广泛应用。电力事业也应当紧随时代发展潮流，及时引进现代化技术，不断提升智能电网水平，推动电网继电保护装置实现智能化、网络化方向发展，以更好满足电力系统发展需要，为电力系统稳定运行提供更好保护。当前计算机技术已经被广泛运用于继电保护装置当中，但继电保护装置智能化、网络化水平还较低，相关人员还需要加强这方面研究，以提升继电保护装置故障检测准确率，使其功能得到进一步拓展。

3.4 完善安全制度，提升安全意识

电力系统继电保护装置故障不仅会导致电力系统瘫痪，无法为人民提供供电服务，带来巨大经济损失，严重情况还会引发严重安全事故，对电力系统相关工作人员的健康与生命安全带来威胁。当前电力系统相关工作人员以及继电保护装置维护和检修人员缺乏安全意识，在电力系统运行中并没有按照相关要求来检查系统情况和继电保护装置运行情况，导致很多故障问题没有得到及时发现。这种问题的存在主要是因为缺乏完善的安全制度，安全责任人不明确。所以要针对电力系统继电保护装置故障预防目标和需求来完善安全制度，明确安全管理相关责任人及其具体职责，细化继电保护装置故障检修、处理、维护工作，将继电保护装置故障预防工作落实到位。

同时还应制定相应奖惩制度，对电力系统继电保护装置故障预防和处理工作中表现好的员工进行奖励，对于不按照相关制度与要求开展继电保护装置预防处理工作的人员给予惩罚，以提高相关工作人员的重视，避免由于人为疏忽而引发的继电保护装置故障，将继电保护装置故障发生概率控制到最低。此外，还需要进一步提升继电保护装置故障维护和检修工作人员安全意识，要求他们在维护和检修中做到安全操作，避免由于安全意识缺乏而引发的安全事故问题。

4 结语

伴随人民生产水平和生活质量的不断提升，大众对于电力资源的需求快速上涨，对电力系统运行带来巨大挑战。为保障社会稳定运转，就必须要保障电力系统稳定运行。继电保护装置作为电力系统稳定、持续运行的重要部分，电力公司应当重视继电保护装置常见故障问题，做好故障分析、总结和预防工作，减少继电保护装置故障发生概率，使电力系统可持续为人民提供稳定用电服务。