電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障分析與處理措施

張永霞

（國網(wǎng)福建武夷山市供電有限公司，福建 南平 354300）

0 前言

繼電保護(hù)裝置是主要的電力系統(tǒng)維護(hù)裝置之一，其為整體電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行提供了重要的支撐作用。在實(shí)際運(yùn)行過程中繼電保護(hù)裝置主要包括邏輯模塊、測量模塊、執(zhí)行模塊3個方面，其通過對故障信號及非故障信號的有效辨識確定，可采取適當(dāng)?shù)睦^電保護(hù)措施，因此對電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)故障進(jìn)行全面分析具有非常重要的意義。

1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障分析

1.1 開關(guān)設(shè)備故障

在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行過程中，開關(guān)設(shè)備是應(yīng)用較為普遍的設(shè)備構(gòu)件之一，其對于電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，而現(xiàn)階段電力配電網(wǎng)絡(luò)中，大多采用配電變壓器電力輸送的模式，這種模式下變電站開關(guān)就成為電力輸送主要控制模塊，而由于相關(guān)變電站開關(guān)站并沒有實(shí)現(xiàn)全面自動化控制，這就導(dǎo)致負(fù)荷開關(guān)為主要的繼電保護(hù)設(shè)備，在一定程度上也增加了開關(guān)設(shè)備運(yùn)行故障風(fēng)險。

1.2 運(yùn)行故障

在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行過程中，運(yùn)行故障的發(fā)生不可避免，其主要是由于繼電保護(hù)裝置長時間運(yùn)行過程中局部裝置高溫導(dǎo)致的設(shè)備失誤，或者靈敏度喪失情況。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行故障在實(shí)際運(yùn)行中主要體現(xiàn)在主變差動保護(hù)開關(guān)拒合，同時電壓互感器會出現(xiàn)二次電壓回路情況，同時在實(shí)際運(yùn)行過程中電壓互感器內(nèi)部零件性能會出現(xiàn)下滑趨勢，由于電壓互感器是整體繼電維護(hù)裝置保護(hù)動作的初始位置，若電壓互感器出現(xiàn)了運(yùn)行故障則會導(dǎo)致后續(xù)繼電保護(hù)裝置風(fēng)險故障的產(chǎn)生。

1.3 互感器飽和故障

在現(xiàn)階段電力輸送網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程中，社會生產(chǎn)生活所需電容量的增加促使電力設(shè)備負(fù)荷出現(xiàn)了不斷加重的情況，隨之促使電力輸送電流量不斷增加，在電力輸送網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行的情況下，電流互感器運(yùn)行誤差可在電流短路情況下，出現(xiàn)電流成倍增加的情況，隨之促使整體繼電保護(hù)裝置的靈敏度出現(xiàn)下滑情況，最終導(dǎo)致整體繼電保護(hù)裝置保護(hù)動作的失靈。同時在電流短路情況出現(xiàn)時，電流互感器會出現(xiàn)瞬時飽和情況，這種現(xiàn)象會導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置無法有效辨別較小的電流，而整體電力輸送系統(tǒng)出口線路則會由于電流過大而發(fā)生適當(dāng)動作，從而導(dǎo)致大面積電力輸送癱瘓。

2 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)處理措施

2.1 常用電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障排查措施

現(xiàn)階段在電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)裝置故障排除措施主要包括電位測量、負(fù)荷檢查、直接觀測、故障排查等方面。其中故障排除法主要是通過對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置內(nèi)部故障位置與非故障位置的對比分析，結(jié)合電位測量措施對故障位置進(jìn)行全面勘測。如在倒閘操作控制回路、斷路器輔助節(jié)點(diǎn)及其串聯(lián)節(jié)點(diǎn)故障排除時，可利用萬用表電阻擋分區(qū)排除措施，根據(jù)萬用表保護(hù)屏預(yù)警信號的出現(xiàn)情況確定具體的故障方式位置；而直接觀察法要求線路巡查工作人員對整體繼電保護(hù)裝置進(jìn)行全面核查，通過對繼電器內(nèi)部零件運(yùn)行情況及接線頭運(yùn)行情況進(jìn)行綜合分析，確定線路故障位置，并采取適當(dāng)?shù)睦^電保護(hù)裝置內(nèi)部零件更換措施。必要情況下可結(jié)合其他設(shè)備進(jìn)行測量判定工作，如針對高頻通信異常情況，可根據(jù)濾波設(shè)備上樁頭運(yùn)行數(shù)據(jù)，結(jié)合濾波設(shè)備測量下樁頭的措施，確定相應(yīng)的電纜線路故障位置。

電位測量法主要通過二次回路各節(jié)點(diǎn)直流電壓、電流檢測的方式確定相應(yīng)的繼電保護(hù)故障發(fā)生方位，同時在實(shí)際應(yīng)用中電位測量法還可以對開關(guān)控制回路導(dǎo)致的繼電保護(hù)裝置故障進(jìn)行有效的分析，如開關(guān)回路斷線、保護(hù)開關(guān)拒合、位置指示裝置不明等；在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障排除過程中若出現(xiàn)交流回路故障，可利用負(fù)荷檢測法進(jìn)行處理，其主要通過合理的裝置電氣量選擇，在參考電壓或者參考電流一定的基礎(chǔ)上確定相應(yīng)的參考節(jié)點(diǎn)，可選擇控制開關(guān)對側(cè)或者本側(cè)斷路器潮流之和作為參考節(jié)點(diǎn)，通過對二次電流電壓回路及其相位等電氣量參數(shù)的控制，可獲得相應(yīng)的故障發(fā)生數(shù)據(jù)。

2.2 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障分析系統(tǒng)

故障分析系統(tǒng)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置故障處理方面具有重要作用，其主要通過對繼電保護(hù)故障的仿真分析，確定相關(guān)繼電保護(hù)裝置數(shù)據(jù)信息，從而進(jìn)行相關(guān)繼電保護(hù)裝置設(shè)備參數(shù)的設(shè)置。在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障分析系統(tǒng)運(yùn)行過程中，其可根據(jù)實(shí)際設(shè)備運(yùn)行情況，如保護(hù)動作跳閘等，進(jìn)行具體數(shù)據(jù)參數(shù)的顯示，然后通過仿真數(shù)據(jù)與實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)的對比分析，確定相關(guān)的繼電保護(hù)故障處理方案。在實(shí)際運(yùn)行過程中，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障處理系統(tǒng)可根據(jù)相應(yīng)的故障發(fā)生情況進(jìn)行仿真數(shù)據(jù)模擬，便于各種保護(hù)動作的合理配置。在繼電保護(hù)裝置硬件設(shè)計(jì)過程中需要依據(jù)電網(wǎng)硬件平臺進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層拓?fù)浼軜?gòu)的設(shè)置，依照相應(yīng)的電力系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)逐步開展繼電保護(hù)裝置故障信息的采集、分析、處理，便于整體繼電保護(hù)系統(tǒng)智能一體化效用的有效發(fā)揮。

2.3 電力系統(tǒng)繼電日常保護(hù)措施

在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置實(shí)際運(yùn)行中，會受到多種因素的影響，而對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行適當(dāng)?shù)木S護(hù)措施對于繼電保護(hù)裝置使用性能的提升非常必要。首先相關(guān)電力系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)人員可結(jié)合繼電保護(hù)裝置運(yùn)行情況，制定繼電保護(hù)裝置清潔工作規(guī)范，確定相關(guān)的繼電保護(hù)裝置清潔位置及標(biāo)準(zhǔn)，并控制其他電氣設(shè)備與繼電保護(hù)設(shè)備維持一定的距離，降低短路對繼電保護(hù)裝置的影響；其次在電氣保護(hù)裝置運(yùn)行的相關(guān)階段，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置工作人員可組織內(nèi)部人員進(jìn)行定期故障核查，利用電位測量、負(fù)荷檢測等方法進(jìn)行全面分析，及時發(fā)現(xiàn)繼電維護(hù)設(shè)備運(yùn)行故障，及時采取控制措施，并對繼電保護(hù)裝置檢測維護(hù)工作進(jìn)行記錄管理，保證整體繼電保護(hù)體系的完整。

2.4 微機(jī)故障處理技術(shù)

微機(jī)保護(hù)裝置的設(shè)置主要通過電子電路的合理配置對內(nèi)部機(jī)電保護(hù)裝置故障進(jìn)行有效處理。在微機(jī)故障處理技術(shù)實(shí)際運(yùn)行中經(jīng)常會發(fā)生電場強(qiáng)磁場干擾的情況，因此在微機(jī)保護(hù)技術(shù)實(shí)際運(yùn)行中需配合相關(guān)抗干擾措施同步運(yùn)行。微機(jī)故障處理技術(shù)主要通過容錯設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置自我維護(hù)管理，通過冗余的設(shè)備在線運(yùn)行可保證整體裝置的持續(xù)運(yùn)行，有效避免常規(guī)繼電保護(hù)裝置設(shè)計(jì)導(dǎo)致的裝置運(yùn)行障礙。在進(jìn)行具體參數(shù)設(shè)置過程中，可采取定值設(shè)定、參數(shù)優(yōu)化更新的方法進(jìn)行權(quán)限設(shè)置，便于繼電保護(hù)措施的有效實(shí)施。在我國電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)設(shè)備故障處理過程中，為了保證微機(jī)故障處理技術(shù)的有效實(shí)施可采取繼電保護(hù)裝置接地模式。促使整體裝置外部與地面具有一定的接觸面積，提高整體設(shè)備運(yùn)行過程中微機(jī)設(shè)備的抗干擾能力，結(jié)合電磁干擾防護(hù)裝置的應(yīng)用，可對繼電保護(hù)裝置連接電纜進(jìn)行屏蔽防護(hù)層的加設(shè)，保證整體微機(jī)故障處理裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。

結(jié)論

綜上所述，在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，主要有開關(guān)設(shè)備、運(yùn)行故障等幾個方面的問題，在實(shí)際故障處理過程中，可結(jié)合相關(guān)故障出現(xiàn)情況利用負(fù)荷檢測、電位檢測、直接觀察等方式進(jìn)行電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置故障的有效排查，在繼電保護(hù)裝置日常維護(hù)的基礎(chǔ)上，可綜合利用微機(jī)故障處理技術(shù)、繼電保護(hù)分析系統(tǒng)進(jìn)行故障自動分析處理，保證整體繼電保護(hù)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。