继电保护的故障分析与处理

王燕黄兴富石健宏

（广西电网有限责任公司桂林供电局广西桂林市541002）

摘要：继电保护是当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电影响的一种重要措施。继电保护工作是一项技术性很强的工作，可以说继电保护的技术性很大程度上体现在故障分析和处理的能力上。

关键词：继电保护；故障分析与处理

1继电保护概述

所谓继电保护，是指实时检测电力系统的故障或者异常情况，利用有关电气自动装置直接将故障部分隔离、切除或者及时发出报警信号的一种重要措施。事实上，如果电力系统的某一部分处在非正常运行状态或发生故障时，将极有可能威胁到整个电网的安全运行，甚至会引发更为严重的后果。

继电保护装置是实现继电保护功能的关键环节。当电力系统的元件存在一定故障且在额定状态下运行时，应由此元件的继电保护装置将异常信息传递给工作人员，使之获得及时解决。一旦故障危及到供电系统的稳定运行时，继电保护装置便自动切除故障部分，并保证非故障部分继续良性运行。

要想继电保护行之有效，须达到四项要求，即：（1）可靠。由高质量、好技术的保护装置及其优良的运维方式来加以保证。（2）有选择。电力系统故障时，保护装置能精确定位、选择与故障点距离最近的断路器。（3）灵敏。在保护范围内，不论短路点的位置与短路的类型如何，都能敏感地反映。（4）快速。即尽可能地以最短的时间切除故障，以减轻设备损坏程度，提高系统稳定性。

2继电保护故障分析

1、电压互感器的二次回路故障

在电力系统的运行中，电压互感器的二次回路是继电保护工作中的薄弱环节。电压互感器对二次系统的正常运行具有很重要的作用，电压互感器也是继电保护测量设备的开端。在PT二次回路的运行中，出现故障的情况很常见，一般出现在以下几点：1、PT二次回路断线，无论是对称断线还是不对称断线均有可能对与电压量有关的保护产生影响；2、PT二次中性点接地不良或接地方式不对，造成PT二次中性点的对地电位发生偏移。而此中性点的电位偏移与PT的二次三相电压叠加后，将会引起三相电压对称关系的改变。三相电压的相位和幅值都将随之而产生变化。当一次系统发生不对称故障时，一次电压的不对称会使这一偏移更加明显，这势必会影响功率方向元件的动作。如偏移过大，就可能造成方向元件误动。

2、电流互感器的故障

作为继电保护和监控系统运行状态的重要组成部分，电流互感器对继电保护的运行起着不可替代的作用，电流互感器根据电磁感应原理制造，在继电保护中能更加真实的反应一次电流的运动波形。一旦继电保护出现故障或异常情况时，电流互感器会反应故障设备的电流大小和电流的波形及相位。一般来说，电流互感器常见故障有两个方面：一是电流互感器的二次电流严重失真，电流互感器的一次电流很大，非周期分量严重饱和，电流急速增加，最终造成二次电流的严重失真；二是电流互感器的严重饱和，使传输特性的输出为零，造成断路器保护的拒动状态，影响继电保护的运行状态，导致变压器的越级跳闸。

3、继电保护的装置故障

近年来，继电保护的设备逐渐转变为通过计算机进行控制，相比传统的继电器控制，微机继电保护装置具有更大的优越性，但同时，也出现了微机继电保护装置的故障问题。常见的微机继电保护装置故障有以下几个方面：微机继电保护装置抗外界干扰能力弱，而其设备本身又具有绝缘性，因此一旦附近出现干扰器或无线电设备时，内部元件的运行就会出现问题，从而影响微机继电保护装置的性能；二是受到设备老化或逆变电源的影响，电源输出功率小，输出电压低，电压值过低时，会引起电路基准值的起伏不定，对微机继电保护装置的逻辑配合能力造成影响，甚至引起其逻辑功能的判断失误；三是在微机继电保护装置较长时间运转之后会积聚大量尘埃，尘埃达到一定数量时，会造成导电通道的短路现象，最后造成微机继电保护装置的运行故障。

3继电保护故障处理方法

1、替换法

用好的或认为正常的相同元件代替怀疑的或认为有故障的元件，来判断它的好坏，可快速地缩小查找故障范围。这是处理综合自动化保护装置内部故障最常用方法。当一些微机保护故障，或一些内部回路复杂的单元继电器，可用附近备用或暂时处于检修的插件、继电器取代它。如故障消失，说明故障在换下来的元件内，否则还得继续在其他地方查故障。

2、参照法

通过正常与非正常设备的技术参数对照，从不同处找出不正常设备的故障点。此法主要用于查认为接线错误，定值校验过程中发现测试值与预想值有较大出入又无法断定原因之类的故障。在进行回路改造和设备更换后二次接线不能正确恢复时，可参照同类设备接线。在继电器定值校验时，如发现某一只继电器测试值与其整定值相差甚远，此时不可轻易判断此继电器特性不好，或马上去调整继电器上的刻度值，可用同只表计去测量其他相同回路的同类继电器进行比较。

3、短接法

将回路某一段或一部分用短接线接入为短接，来判断故障是存在于短接线范围内，还是其他地方，以此来缩小故障范围。此法主要用于电磁锁失灵、电流回路开路、切换继电器不动作、判断控制等转换开关的接点是否好。

4、直观法

处理一些无法用仪器逐点测试，或某一插件故障一时无备品更换，而又想将故障排除的情况。如10KV开关拒分或拒合故障处理。在操作命令下发后，观察到合闸接触器或跳闸线圈能动作，说明电气回路正常，故障存在于机构内部。到现场如直接观察到继电器内部明显发黄，或哪个元器件发出浓烈的焦味等便可快速确认故障所在，更换损坏的元件即可。

5、逐项拆除法

将并联在一起的二次回路按顺序切除，然后再依次放回，切除后一旦故障消失，就表明故障存在于该回路。再在这一路内用同样方法查找更小的分支路，直至找到故障点。此法主要用于查直流接地，交流电源熔丝放不上等故障。如直流接地故障。先通过拉路法，根据负荷的重要性，分别短时拉开直流屏所供直流负荷的回路，切断时间不得超过3秒，当切除某一回路时故障消失，则说明故障就在该回路之内，再进一步运用拉路法，确定故障所在支路。再将接地支路的电源端端子分别拆开，直至查到故障点。如电压互感器二次熔丝熔断，回路存在短路故障，或二次交流电压互串等，可从电压互感器二次短路相的总引出处将端子分离，此时故障消除。然后逐个恢复，直至故障出现，再分支路依次排查。如整套装置的保护熔丝熔断或电源空气开关合不上，则可通过各块插件的拔插排查，并结合观察熔丝熔断情况变化来缩小故障范围。

4微机继电保护装置的应用和发展

微机继电保护装置是以微处理器为核心，采集电力系统实时状态数据，按照给定算法来检测电力系统是否发生故障，故障性质以及故障范围等，并由此控制断路器跳闸或发报警信号的一种安全控制装置。经过近年的发展，微机继电保护装置的性能已全面超过传统保护，它可从网上获取变电站运行和故障的任何信息和数据，也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端，这就意味着，每个微机继电保护装置不但可完成继电保护功能，而且在无故障正常运行状况下还可完成测量、控制、数据通信功能，因此能更好地确保变电站运行的稳定性和安全性。

5总结

随着社会的不断发展和科学技术的不断进步,电网系统也得到了飞速的发展,同时对电网的安全稳定性和供电的可靠性提出了更高的要求。在继电保护方面,要求不断提高继电保护准确性和稳定性,减少必要的损失,以最快的速度找出故障并解决。因此更加全面的了解继电保护故障以及积极采取应对的措施,能够进一步提高继电保护工作人员的工作效率,降低损失,从而保证了继电保护工作稳定高效运行。

参考文献:

[1]沈国荣.工频变化量方向继电器原理的研究[J].电力系统自动化,1983（03）.

[2]陈家斌.电气设备安装及调试[M].中国水利水电出版社,2003（02）.