電力繼電保護的發(fā)展及其故障處理方法

摘 要：近年來，電力事業(yè)進入了快速發(fā)展的階段，電力配網(wǎng)日漸完善，滿足了生產(chǎn)生活中電力需求逐步增加的現(xiàn)實情況。為保持電力配網(wǎng)的可靠運行，提高供配電的質量，繼電保護裝置已然成為了電力系統(tǒng)中不可或缺的要素，在電力事業(yè)穩(wěn)步發(fā)展的過程中，電力繼電保護技術、裝置等迎來了新發(fā)展，繼電保護使用時常常會面臨可靠性不足的問題。針對這一現(xiàn)象，本文重點探析了電力繼電保護的發(fā)展現(xiàn)狀，并提出了相應的故障處理方法，有利于提升電力系統(tǒng)的可靠性，完善電力服務。

關鍵詞：電力繼電保護;發(fā)展現(xiàn)狀;故障處理方法

隨著現(xiàn)代化發(fā)展進程的加快，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)構成已經(jīng)難以無法為生產(chǎn)生活提供穩(wěn)定、優(yōu)質的電力供應和配送，為有效解決這一問題，電力系統(tǒng)中必須要加強對繼電保護技術的應用，以充分借助于繼電保護裝置來對系統(tǒng)起到重要的保護作用，維持電力系統(tǒng)的可靠運轉。電力繼電保護技術應用時，也常常會存在諸多的問題，各個電力企業(yè)均需要加強對繼電保護各類故障的處理。

1 電力繼電保護的基本特性

1.1 智能選擇性

電力系統(tǒng)在運行的過程中常常會出現(xiàn)各種的故障，一旦這些故障得不到及時有效的處理，將會使得電力系統(tǒng)面臨著極大的安全威脅。而繼電保護在電力系統(tǒng)中的存在能夠在故障發(fā)生的第一時間進行故障的排查和處理，為電力系統(tǒng)提供了基本的保護，使得電力系統(tǒng)即使在出現(xiàn)故障的情況下，也能夠在故障的影響范圍控制在有效的范圍內。因此，電力繼電保護存在著智能選擇性，可以在系統(tǒng)電流瞬時增大的情況下就啟動斷電保護功能，具備智能控制的特征。

1.2 靈敏性

電力繼電保護的靈敏性相對較強，可以在電力系統(tǒng)出現(xiàn)運行故障的第一時間就啟動保護機制，從根本上消除故障對整個系統(tǒng)所造成的巨大影響，比如，繼電保護條件下，可以快速進行短路位置和類型的判定、短路點過渡電阻是否存在的判定，當繼電保護判定存在故障的情況下，可以根據(jù)故障的判定結果快速準確地做出相應的反應。電力繼電保護的這種靈敏性使得其可以被廣泛應用于電力系統(tǒng)內，有效解決了系統(tǒng)運行中的各種故障，減小了電力系統(tǒng)的電力故障威脅。

1.3 穩(wěn)定、可靠性

在經(jīng)濟社會穩(wěn)步發(fā)展的過程中，電力需求逐年遞增，為了滿足當下的電力需求，各個電力企業(yè)都在逐步優(yōu)化電力配網(wǎng)，電網(wǎng)擴容成為了關鍵內容，這也給電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運行帶來了巨大的難度。因此，隨著電力系統(tǒng)構成的日漸復雜，繼電保護在系統(tǒng)中發(fā)揮著越來越重要的作用，具有極高的穩(wěn)定性與可靠性。

2 電力繼電保護發(fā)展中的主要問題

2.1 電力繼電保護開關保護設備的問題

電力系統(tǒng)的構建是為了向廣大的電力用戶提供良好的電力服務，在實際的電力供應和配送過程中，專業(yè)的電力工作人員主要是通過開關來實現(xiàn)控制的，如果電力系統(tǒng)為不存在繼電保護的開關站，多采用的是負荷開關。一般情況下，如果是帶有變壓器的插座柜，在控制方面多是由負荷開關和熔斷器相結合來實現(xiàn)的，雖然這種控制方式具有很大的便捷性，但是，同樣存在著一定的制約性因素，一旦在配電變壓器插座柜上采用這種控制方式，發(fā)生故障的概率相對較高，難以保持電力系統(tǒng)的可靠運轉，甚至嚴重時會引起大面積斷電現(xiàn)象。

2.2 微機繼電保護裝置的問題

微機繼電保護裝置在運行時的故障同樣會影響繼電保護功能的實現(xiàn)，一般情況下，這一情況會造成以下問題：（1）電力的正常供應和配送難以維持正常，由于微機繼電保護裝置存在安全隱患，繼電保護功能將會受到影響，如果在電力系統(tǒng)的運行過程中，電源電壓未達到預期標準，繼電保護裝置的故障檢測和識別功能將會受到影響。（2）干擾和絕緣現(xiàn)象，由于繼電保護裝置的結構特殊，其本身并不具備極強的抗干擾性，再加上在裝置運行時對于絕緣性有著嚴格的要求，在出現(xiàn)漏電現(xiàn)象以后，將會引起較大的電力事故。

2.3 其他方面的因素

繼電保護裝置作為電力系統(tǒng)中的重要構成，在整個電力系統(tǒng)的運行過程中，常常會出現(xiàn)各種的故障，比如，裝置本身的質量問題、運行環(huán)境等都會使得繼電保護功能難以順利實現(xiàn)，一些時候，裝置內零部件問題同樣會引起故障。因此，基于繼電保護裝置的多因素性，使得在實際的運行過程中，對于各種零部件的精度要求非常高，只有使得各種零部件的材料、性能達標，方能夠降低繼電保護裝置的故障概率。當然，運行環(huán)境不佳同樣會引起繼電保護失效，在繼電保護裝置的使用過程中，必須要對這些因素加以有效的控制與管理，為繼電保護裝置創(chuàng)造良好的運行環(huán)境和前提。

2.4 電流互感飽和故障

如果在電力系統(tǒng)繼電保護裝置的運行過程中，電流互感器出現(xiàn)了飽和情況，繼電保護裝置的功能和作用將難以維持正常水平?，F(xiàn)階段，隨著各個電力配網(wǎng)規(guī)模的逐步擴大，各種電力設備在運行的過程中，終端負荷處于不斷增加的情況下，一旦出現(xiàn)了電力系統(tǒng)的短路故障，系統(tǒng)內短路電流的出現(xiàn)勢必會使得在繼電保護裝置的出口位置處出現(xiàn)嚴重的短路情況，而在這種狀態(tài)下，短路電流會遠遠高于電流互感器的額定電流。當處于穩(wěn)態(tài)電流短路情況下時，伴隨著短路電流的逐步變大，電流互感器的綜合誤差也會隨之而逐步變大，當在電力系統(tǒng)的運行過程中出現(xiàn)了保護出口故障，為避免對正常供配電的影響，往往會用主變壓器后備保護裝置切除短路電流的處理方式，而這一處理方式下，故障將會持續(xù)很長時間，故障范圍相對較大。

3 電力繼電保護的故障處理方法

3.1 替代故障零件的方法

電力系統(tǒng)的運行過程中，當出現(xiàn)繼電保護裝置的故障以后，在很多時候這種故障是由零部件失效所造成的，當出現(xiàn)了這種情況時，可以用新的零部件或者組件來替代，通過這種方式來判定是否是零部件故障所引起的繼電保護裝置故障，進而根據(jù)這種替代法來進一步確定故障原因與范圍，采取必要的故障處理方式。替換法下，相關人員需使用相同性能且良好的零部件來替換懷疑存在故障的零部件，這種方式下，是對相關零部件的檢驗，根據(jù)這種方式能夠將故障范圍鎖定在很小的范圍內。一般情況下，當出現(xiàn)零部件故障時，需用備用或者暫時正在檢修的且具有同功能的元件來加以替換處理，如果替換以后繼電保護裝置恢復正常的運行狀態(tài)下，說明此零部件存在故障。

3.2 參數(shù)參考方法

在電力系統(tǒng)繼電保護裝置的故障處理方面，參數(shù)參考方法的使用是非常多的，如果在故障處理方面采用的是這一方式，專業(yè)人員需將設備的正常系數(shù)與出現(xiàn)故障以后的系數(shù)加以對比，通過對比分析系數(shù)、參數(shù)之間的差異性來進行故障位置、原因的判定。通常情況下，在繼電保護裝置的故障處理中，參數(shù)參考法更多地應用在鏈路故障的檢查方面。在對設備進行定值試驗時，如果無法及時獲得設備誤差情況，且找不到設備來源時，就可以考慮選用這種故障處理方式，通過多次檢測，當設備正常情況下與故障情況下的系數(shù)之間存在較大偏差時，可以用同一個繼電器作為參考，隨后開展相應的試驗，在此過程中來進行故障原因的分析，與其他的故障處理方法相比，這種方法下的故障判定時間相對較短，能夠及時、準確地獲得故障信息，使得故障得以有效解決。

3.3 繼電器目視法

電力系統(tǒng)繼電保護裝置在出現(xiàn)故障時，其原因具有多樣性，有時故障是由單一因素所造成的，而有時故障卻是由多種因素所造成的。從繼電保護裝置的故障位置來看，故障有時處于內部，有時處于外部，一旦在故障判定的過程中，發(fā)現(xiàn)繼電保護裝置的故障處于正常設備難以檢測到的部位時，可以采用目視法，這種故障處理方式比較直觀，多應用于繼電保護裝置開關拒動問題的處理方面。當繼電保護工作人員對繼電保護裝置發(fā)出了相應的工作指令以后，肉眼可見的地方都維持了正常的運行狀態(tài)，此時可以判定繼電保護裝置內部出現(xiàn)了故障，就需要采取相應的處理措施來對內部故障加以有效識別和處理。

3.4 減少電磁干擾

電力系統(tǒng)的繼電保護裝置運行過程中，電感和電容的耦合作用下，將會使得裝置運行受到一定的電磁干擾，尤其是高頻電流通過高壓母線的情況下，高壓母線周邊會形成電磁場，二次回路在感應時同樣會存在干擾電壓的影響。一旦繼電保護裝置中的接地系統(tǒng)與電磁干擾情況不一致，將會使得繼電保護裝置在運行時存在誤動現(xiàn)象。因此，為維持電力系統(tǒng)的可靠運轉，為人們提供優(yōu)質的電力服務，必須要在電力系統(tǒng)的設計過程中，適當降低設備的接地電阻，并在高頻電纜中連接電容，通過這種方式來有效應對電磁干擾現(xiàn)象。

3.5 逐項拆除法

逐項拆除法同樣是電力繼電保護裝置故障處理中最為常用的方式，這種方式對于故障判定非常有效，在具體的應用過程中，必須要由專業(yè)人員來完成。專業(yè)人員需將原先并聯(lián)在一起的二次回路順序脫開，隨后再依次放回，一旦在此過程中出現(xiàn)了故障，就可以直接判定故障位置，在這一路故障內用同樣的方式來進行分支路故障的判定，直到找對最終的故障點。在繼電保護裝置的處理方面，逐項拆除法更適宜用在直流接地故障的查找。比如，如果在繼電保護裝置上存在直流接地故障，需首先通過拉路法，根據(jù)負荷的具體情況，分別短時拉開直流屏所供直流負荷的各個回路，并將切斷時間控制在3s以內，一旦在切除某一回路時故障消失，就說明在此回路中存在故障，隨后，再次通過拉路法來進行故障支路的判定。逐項拆除法下的故障處理雖然非常有效，但是，其在具體的應用過程中往往需要耗費較長的時間。

4 結語

近年來，在電力事業(yè)穩(wěn)步發(fā)展的過程中，繼電保護裝置故障頻繁出現(xiàn)，嚴重影響了繼電保護裝置在電力系統(tǒng)中的功能實現(xiàn)。為有效處理這些問題，在實際的電力系統(tǒng)運行過程中，有關人員必須要加強對繼電保護裝置故障的處理，采取恰當?shù)奶幚矸绞?，在最短的時間內恢復正常。

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作者簡介：趙震（1976— ），男，漢族，江蘇鎮(zhèn)江人，本科，中級工程師，現(xiàn)在職位是設備管理部電氣維護班長，研究方向：繼電保護。