繼電保護故障分析及處理方法

曹培良

【摘 要】電力系統安全、可靠地運行,并最終對分銷網絡服務,為用戶服務。分銷網絡設備運行維護采用有效的監測手段,合理的檢驗方法、可靠的技術支持,以保證配電網繼電保護設備的完整性,保證配電網安全、可靠地運行。

【關鍵詞】繼電保護；常見故障；處理方法

中圖分類號：F407文獻標識碼： A

1 、繼電保護對電力系統主要作用

為了構建良好的電力系統運行秩序，在設備運作期間必須要配備相應的運行保護。繼電保護在電力系統出現故障時能夠及時檢測故障發生的因素，并判斷故障的具體位置，向技術人員發送報警信號等，為故障問題的處理創造了條件。其優勢體現在：

（1）安裝便捷。根據市場調查數據顯示，我國市場上銷售的繼電保護產品的內部結構都在積極優化升級。高科技的繼電保護產品帶來的是故障診斷的高效率，同時在電能消耗上要比其他保護裝置低得多。同時，繼電保護裝置在安裝過程中操作方便，技術人員只需安裝電氣圖紙操作即可。

（2）性能優越。隨著社會科學技術的發展，繼電保護裝置的這種材料屬于絕緣物質，在使用過程中很難受到外界腐蝕作用的影響。在今后的各項電力設備運行技術發展階段，繼電保護裝置產品的性能會變得更加優化，其“能力強”主要表現在抵制干擾、增強絕緣、防范電磁等方面。

（3）維護安全。最近幾年對系統設備采取舊保護方式的設備，不僅故障發生率較高且給操作人員的安全也帶來威脅。繼電保護技術在數據信息安全性能的保護上作用顯著，可有效避免外界因素干擾造成的裝置受損等。當電力系統正常運行之后，繼電保護裝置可以實現有效的防范監測。

（4）檢測故障。從根本上看，繼電保護是在電力系統的設備或元器件出現故障之后，對系統實施報警以提醒值班人員處理。另外，還可以對控制的斷路器發出跳閘程序操控指令，以及時中斷各受損設備的運行，從而達到保護設備或元器件的效果，這種高性能的故障防范功能是其他設備無法實現的。

（5）投資較少。繼電保護裝置本身的材料質量較小，產品重量一般都比較小。這就給電力行業施工創造了有利條件，在電網運行期間結合新建的傳輸通道，大大降低了電力系統占據的空間。繼電保護產品質量的減小采訪對于系統安裝施工的操作效率提升也有幫助，可顯著降低電網運行的成本投入。

2、繼電保護常見的故障分析

電力系統在運行中，可能發生各種故障和不正常運行狀態，最常見同時也是最危險的故障是發生各種型式的。

在發生短路時可能產生一下的后果：

通過故障點的很大的短路電流和所燃起的電弧，使故障元件損壞；

(2)短路電流通過非故障元件，由于發熱和電動力的作用，引起它們的損壞或縮短它們的使用壽命；

(3)電力系統中部分地區的電壓大大降低，破壞用戶工作的穩定性或影響工廠產品的質量；

(4)破壞電力系統并列運行的穩定性，引起系統震蕩，甚至使整個系統的瓦解。

電力系統中電氣元件的正常工作遭到破壞，但沒有發生故障，這種情況屬于不正常運行狀態。例如，因負荷超過電氣設備的額定值而引起的電流升高（一般又稱過負荷），就是一種最常見的不正常運行狀態。由于過負荷，使元件載流部分和絕緣材料的溫度不斷升高，加速絕緣的老化和損壞，就可能發展成故障。此外，系統中出現功率缺額而引起的頻率降低，發電機突然甩負荷而產生的過電壓，以及電力系統發生震蕩等，都屬于不正常運行狀態。

故障和不正常運行狀態，都可能在電力系統中引起事故。事故，就是指系統或其中一部分的正常工作遭到破壞，并造成對用戶少送電或電能質量變壞到不能容許的地步，甚至造成人身傷亡和電氣設備損壞。

系統故障的發生，除了由于自然條件的因素（如遭受雪擊等）以外，一般都是由于設備制造上的缺陷、設計和安裝的錯誤，檢修質量不高或運行維護不當而引起的。因此，只要充分發揮人的主觀能動性，正確地掌握客觀規律，加強對設備的維護和檢修，就可以大大減少事故發生的機率，把事故消滅在發生之前。

在電力系統中，除應采取各項積極措施消除或減少發生故障的可能性以外，故障一旦發生，必須迅速而有選擇性地切除故障元件，這是保證電力系統安全運行的最有效方法之一。切除故障的時間常常要求小到十分之幾甚至百分之幾秒，實踐證明只有裝設在每個電氣元件上的保護裝置才有可能滿足這個要求。這種保護裝置直到目前為止，大多是由單個繼電器或繼電器與其附屬設備的組合構成的，故稱為繼電保護裝置。在電子式靜態保護裝置和數字式保護裝置出現以后，雖然繼電器已被電子元件或計算機所代替，但仍沿用此名稱。在電業部門常用繼電保護一詞泛指繼電保護技術或由各種繼電保護裝置組成的繼電保護系統。繼電保護裝置一詞則指各種具體的裝置。

繼電保護裝置，就是指能反應電力系統中電氣元件發生故障或不正常運行狀態，并動作與斷路器跳閘或發出信號的一種自動裝置。它的基本任務是：

（1）自動、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統中切除，使故障元件免于繼續遭到破壞，保證其它無故障部分迅速恢復正常運行；

(2)反應電氣元件的不正常運行狀態，并根據運行維護的條件（例如有無經常值班人員），而動作于發出信號、減負荷或跳閘。此時一般不要求保護迅速動作，而是根據對電力系統及其元件的危害程度規定一定的延時，以免不必要的動作和由于干擾而引起的誤動作。

3、故障處理的主要方法

（1）掉換法：掉換法即把疑似故障元件置換掉，采用無故障的元件對原有元件進行取代，如此便可以直觀判斷元件是否發生故障，并且能快速縮減故障范圍。在處理保護裝置故障時，這是最為常用的一種方法。若微機保護發生故障，先做臨近備用、暫時檢修插件時就能用其他繼電器代替。

（2）短接法：短接法即把回路部分截短，或把部分進行短接，然后在這個短接線上判斷故障是否存在，這樣就可以把故障的范圍縮小了。對回路開路、電磁鎖、繼電器切換動作、控制把手檢查其轉換開關，確定接點完好與否時，這種短接法較為常用。

（3）參照法：參照法即通過正常、非正常的設備技術參數對照，找出兩者的異同，從而找出故障。當接線錯誤或者進行定值校驗時，測試值、預想值有很大差別，而且沒有辦法把這個原因歸為某項故障，這時候可用參照法。

4、繼電保護技術的發展

隨著電力系統繼電保護的發展和開發。電力系統的發展,增加系統容量,電壓等級越來越高,系統連接和運行方式越來越復雜。的電力系統繼電保護提出了四個繼電保護的基本要求也開始從簡單的過電流保護,出現當前方向保護、低電壓保護、距離保護、差動保護、高頻保護、微波保護、行波保護,等。

電力系統繼電保護技術的發展,不僅是隨著電力系統的發展密切相關,而且與電子通信、計算機科學、信息科學和其他新技術、新發展有著密切的關系。從20世紀第一個感應式過電流繼電器、晶體管在五十年代和繼電保護的整流式,在80年代集成電路繼電器,都反映了在這些領域的新成就。

隨著計算機技術的快速發展,特別是處理器和微機保護已逐漸應用于電力系統。自20世紀80年代以來,微機保護的發展經歷了幾個階段,現在技術更加成熟,廣泛應用于我國電力系統。微機保護有巨大的計算、分析和邏輯判斷,記憶功能,可以使用相同的硬件實現的原則不同的保護。微機保護除了保護功能,而且還與斷層波記錄,故障定位、事件順序記錄和交換信息通過計算機和調度等輔助功能。輔助功能是方便調試和事故處理。加上微機繼電保護功能的自我和相互檢查,保護的可靠性高,容易安裝,調試和維護。

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