淺析電力系統繼電保護及故障檢測

祝衛霞　李玲玉

摘 要：為滿足現今社會發展的要求，保證供電系統中各環節無紙漏出現，則需要電力企業從其管理著手，采取相關改善措施，并在電力系統維護上投入充足的安全保障成本，重視繼電保護和故障檢測裝置的建設，以便系統出問題時能夠及時做出修護處理，從而防止電力系統出現問題而影響到各個領域的正常工作。

關鍵詞：電力系統；繼電保護；故障檢測

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）32-0140-01

引 言

一般情況下，電力系統處于穩定運行狀態，但是難免會因為設備自身因素或者外界因素而出現故障和問題，如果不能進行及時有效處理，必然會影響電力系統運行安全，甚至引發安全事故。繼電保護及輸電線路故障檢測的存在，能夠實現對電力系統的保護和控制，為電力系統持續穩定運行提供保障。

1 繼電保護失效原因分析

繼電保護不正確動作是在必然性因素和偶然性因素共同作用下按一定概率發生的。保護出廠時初始性能質量如何、設計選型的合理與否、安裝調試質量的好壞、運維檢修的好壞、運行環境的好壞，是決定設備事故概率的必然性因素，是主要因素；對人們未能掌握的也有一定概率發生的設備內部異常狀態，何時、何種條件下發展成事故，則是偶然的，是不正確動作概率的次要因素。通過加強入網管理、竣工驗收和檢修來盡量減少必然性因素，可以減少繼電保護不正確動作的概率。根據統計，1997年至2006年，全國電力系統繼電保護共發生不正確動作4987次，具體見表1。

2 常見的電力系統繼電保護裝置故障類型

2.1 參數設置方面的故障與處理

其常見的故障主要包括：①參數設置值遠高于標準值；②參數設置值遠低于標準值；③保護功能異常關閉；④保護功能異常開啟。

2.2 電壓互感器方面的故障與處理

對于電壓互感器，其主要有以下常見故障：①絕緣部分接觸不良或損壞；②回路接觸不良；③接線接觸不良等。

2.3 電流互感器方面的故障與處理

①絕緣部分接觸不良或損壞；②接線接觸不良；③飽和問題。主要由短路引起，如果產生了飽和問題，則會因為一次電流轉換成勵磁電流而使二次電流無法完成線性變化，最終產生拒動故障。

3 電力系統繼電保護輸電線路故障檢測方法

3.1 參照法

參照法是繼電保護輸電線路故障檢測的一種常用方法，將繼電保護裝置正常技術參數作為參考依據，通過參數對比找出故障可能出現的位置，完成對故障的快速高效處理。一般情況下，參照法主要是對接線錯誤進行處理，如果繼電保護裝置出現接線錯誤，運用參照法就能夠對接線錯誤的位置進行快速查找，不僅針對性強，而且效率很高訓。在對電力系統回路進行改造，或者對繼電保護設備進行更換時，如果無法對二次接線進行恢復，則同樣可以運用參照法，對比同類設備接線方式進行連接。而在對繼電保護定值進行校驗時，若發現某一個繼電器測試值與整定值差距較大，則不能直接判定是繼電器本身質量問題，也不應該直接進行刻度值調整，而是可以對同一回路相同類型的繼電器進行測量，如果數值準確，則表明測量儀器不存在問題，需要將繼電器進行更換。

3.2 分段法

分段法或者分段處理法核心在于對電力系統繼電保護設備的合理劃分，使得其能夠形成兩個及以上部分，依照劃分順序，對繼電保護設備進行故障檢測與維護。例如，應該定期檢查繼電保護設備中的高頻保護收發信機，看設備能否正常運行，能否順利實現信號的接收和發送?？紤]其涉及兩側收發信機和大量通道設備，可以通過分段處理方式，先脫開通道，接入負載，以電平表對設備自收自發工作情況進行確認，通過對通道與點評差的測定，明確繼電保護通信狀況，找出故障所處區域。

3.3 替換法

替換法的基本原理，是運用與故障元件相同類型的正常元件，對初步判斷出可能存在故障的元件進行替換，如果新元件替換后，故障現象消失，則表明故障點判斷正確，反之，則表明故障點判斷錯誤，需要針對下一個可能的故障點進行相同處理，直至消除故障。

3.4 經驗法

當繼電保護設備發生故障時，很多時候都會伴隨一些明顯故障現象，如線頭脫落、絕緣層高溫、線路外包層燒毀等，一些經驗豐富的電力工作人員能夠根據自身經驗，判斷故障原因。

4 電力系統繼電保護故障檢測措施

（1）可以利用空間電磁場，對單相接地故障支路進行準確探測。電力系統一旦發生單相短路，短路點前后支路的零序電壓和零序電流就會出現顯著變化，周圍電場與磁場分布也會有所不同，根據零序電場及磁場位置，可以對故障點進行準確判斷，判斷依據有兩個：①小電流基地系統穩定性。②配電線路電場及磁場分布。若電力系統某條配電線路出現故障，會導致線路周邊磁場變化，忽略互感影響，通過對配網接地點磁場探測的方式，能夠獲取配電線路電壓與磁場分布狀況，結合五次諧波電流，能夠完成故障點確定工作。

（2）故障支路及故障接地相識別。電力系統發生小電流接地故障后，會出現較為明顯的暫態過程，通過構建數學模型，可以得到故障發生后一段時間內配電線路的電壓或者電流波形，測量出電流畸變量，結合對地點電壓或電流信號，經小波變換，可以獲得頻譜圖像，對電流特征量及故障頻帶特征值進行分析，在保持電力系統正常運行的情況下，確定故障線路及故障點。

5 結 語

總而言之，針對繼電保護裝置運行中存在的故障和問題，電力工作人員應該做好檢測分析，采取有效措施進行處理和預防，確保繼電保護裝置運行穩定，促進電力系統供電質量提高。

參考文獻

[1]張曉曄.淺析電力系統繼電保護設備及其自動化可靠性[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2017（10）：152～153.

[2]黃為婷.電力系統中自動化與繼電保護設備的可靠性[J].電子制作，2013（24）：246.

收稿日期：2018-9-20