王彥

摘 要：通過對繼電保護技術的有效應用，可以精準完成對系統(tǒng)故障及系統(tǒng)運行異常情況的診斷判定，進而為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供相應的保障。就目前來看，我國電力系統(tǒng)的規(guī)模正在日漸擴大，故障出現(xiàn)的概率也在快速增加，將嚴重影響到電力系統(tǒng)的正常運作。文章將簡要分析繼電保護的常見故障及相應處理措施，以求能為相關單位提供借鑒參考。

關鍵詞：繼電保護;常見故障;處理措施

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2021）10-0-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.10.016

繼電保護能對電網(wǎng)運行情況進行監(jiān)測控制，同時記錄相應故障出現(xiàn)的位置及其具體性質(zhì)，進而為后續(xù)的故障處理工作提供良好的數(shù)據(jù)支撐，帶來一定價值的信息。文章主要分析繼電保護的常見故障及相關處理措施，以為繼電保護裝置及回路故障處理提供相關經(jīng)驗。

1 繼電保護的工作原理

繼電保護裝置的類型多種多樣，設備間的差異也比較大。但即便差異明顯，其基本工作原理也是相近的，繼電保護裝置的工作原理如圖1所示。采集模塊可以采集一次設備的數(shù)字量、模擬量，將采集的量發(fā)送給控制及數(shù)據(jù)處理模塊，處理模塊經(jīng)過固有程序和可整定定值、控制字及可投退壓板綜合運算后，通過輸出模塊輸出相應的出口及信號給相應的執(zhí)行元件。同時，通訊模塊將相關信息發(fā)送給監(jiān)控后臺、保護信息管理等，以實現(xiàn)遠方監(jiān)視。人機交互實現(xiàn)對幾點保護裝置信息的查看，定值整定。而電源模塊實現(xiàn)裝置所需的工作電源，開入電源等功能[1]。任何環(huán)節(jié)出錯都將會導致繼電保護裝置的正常工作受到影響。在檢修工作開展過程中，有必要對繼電保護裝置的各個模塊進行重點檢查及評價，從根本上預防可能出現(xiàn)的故障，從而完成繼電保護性的的重要目標。

2 繼電保護的常見故障

繼電保護的常見故障主要包含內(nèi)部故障及外部故障兩個方面，故障點出現(xiàn)在繼電保護裝置上的故障為內(nèi)部故障;故障點出現(xiàn)在外部回路或一次設備，如互感器、輔助觸點等方面屬于外部故障[2]。內(nèi)部故障主要包括硬件故障和軟件故障;外部故障有元器件故障、回路故障、外部電磁干擾故障等。

2.1 硬件故障

繼電保護裝置從投運伊始，一直處于工作狀態(tài)。內(nèi)部元件長期工作，發(fā)熱等原因更加劇了設備的老化，從而導致設備硬件出現(xiàn)故障。常見的有電源板故障、開入板故障、開出板故障、CPU板故障、MMI板故障等多種故障。一般情況下，此類故障會通過裝置自檢發(fā)出告警信息。比如，RAM芯片損壞導致的存儲器出錯、因開出光耦損壞造成跳合出口異常等。

2.2 軟件故障

裝置因定值整定不符合邏輯造成定值校驗出錯，二次額定電流更改后，保護定值未重新整定造成的定值區(qū)無效;因裝置處于通信傳動調(diào)試狀態(tài)造成的通信傳動報警;線路保護因縱聯(lián)碼整定錯誤導致的識別碼錯誤;裝置計算的電容電流與實際電容電流不符導致的容抗整定出錯或者補償參數(shù)錯誤等問題，是常見的軟件故障。

在繼電保護生產(chǎn)研發(fā)過程中，未充分全面地考慮邏輯合理性，或者隨著繼電保護技術的發(fā)展，舊的邏輯不適應新的技術而導致的軟件故障等。

2.3 外部元器件故障

在保護的外部回路中，很多元器件由于制造質(zhì)量及運行年限老化等原因造成損壞，比如，斷路器輔助觸點損壞造成的控制回路斷線等;也有因壓力閉鎖回路的元件損壞，導致回路閉鎖等情況。

2.4 回路故障

因設計不當造成寄生回路，是一種十分隱蔽的回路故障。寄生回路往往不能被電氣運行人員及時發(fā)現(xiàn)，時常是在改線結束后的運行中，或進行定期檢驗、運行方式變更、二次切換試驗時，才從現(xiàn)象上得以發(fā)現(xiàn)。由于寄生回路的多樣性，引發(fā)的故障也就不同。有的寄生回路串電現(xiàn)象只在保護元件動作狀態(tài)短暫的時間里出現(xiàn)，保護元件狀態(tài)復歸，現(xiàn)象隨同消失，是一種隱蔽性的二次缺陷。由于寄生回路和圖紙不符，現(xiàn)場故障跡象收集不齊時，查找起來既費時又不方便;而如果不及時查處消除，其就能造成保護裝置和二次設備誤動、拒動（回路被短接）、監(jiān)控信號回路錯誤發(fā)信及多種不正常的工作現(xiàn)象，導致運行人員在事故發(fā)生時誤判斷和誤處理，甚至擴大事故。

另一種回路故障是因端子排壓接不良，導致回路出現(xiàn)斷點造成的故障?，F(xiàn)場工作中，90%的回路故障均是由于該種原因造成的。這要求繼電保護人員在工程新建、驗收、定期檢驗的各個環(huán)節(jié)養(yǎng)成良好的工作習慣，以杜絕此類回路故障。

3 繼電保護常見故障的處理方法

針對繼電保護裝置及回路的各類故障，常見的處理方法有以下四種：

3.1 替換法

用好的或認為正常的相同元件代替懷疑的或認為有故障的元件，來判斷它的好壞，可快速縮小故障范圍。這是處理保護裝置內(nèi)部故障的常用方法。一些微機保護故障，或一些內(nèi)部回路復雜的單元繼電器，可用附近備用或暫時處于檢修的插件、繼電器取代它。如故障消失，說明故障在換下來的元件內(nèi)，否則還得繼續(xù)在其他地方查故障。

3.2 對比法

通過正常與非正常設備的技術參數(shù)對照，從不同處找出不正常設備的故障點。此法主要用于檢查認為接線錯誤，定值校驗過程中發(fā)現(xiàn)測試值與預想值有較大出入，又無法斷定原因之類的故障。在進行回路改造和設備更換后，二次接線不能正確恢復時，可參照同類設備接線。在繼電器定值校驗時，如發(fā)現(xiàn)某一只繼電器的測試值與其整定值相差甚遠，此時不可輕易判斷此繼電器特性不好，或馬上去調(diào)整繼電器上的刻度值，可用同只表計去測量其他相同回路的同類繼電器進行比較。

3.3 短接法

將回路的某一段或一部分用短接線接入為短接，來判斷故障是存在于短接線范圍內(nèi)，還是其他地方，以此縮小故障范圍。此法主要用于電壓回路開路、切換繼電器不動作、判斷控制等轉(zhuǎn)換開關的接點是否接好等類型的故障。

3.4 逐一排除法

解開并聯(lián)在一起的二次回路順序，然后再逐一接回，一旦故障出現(xiàn)，就表明故障存在哪路。再在這一路內(nèi)用同樣的方法查找更小的分支路，直至找到故障點。此方法主要用于查直流接地，空開無法合閘等故障。如直流接地故障，先通過拉路法，根據(jù)負荷的重要性，分別短時拉開直流屏所供直流負荷各回路，切斷時間不得超過3秒;當切除某一回路時故障消失，則說明故障就在該回路之內(nèi)，再進一步運用拉路法，確定故障所在的支路。再將接地支路的電源端端子分別拆開，直至查到故障點。如電壓互感器二次空開脫扣，回路存在短路故障，或二次交流電壓互串等，可從電壓互感器二次短路相的總引出處將端子分離，此時故障消除。然后逐個恢復，直至故障出現(xiàn)，再分支路依次排查。

4 繼電保護裝置及回路常見故障的處理措施

裝置硬件和外部元器件故障，可以通過外觀檢查及工作工況檢查來初步判斷。在初步判斷的基礎上再采用替換法進行查找處理，用確定正常的板件或元器件去替換故障裝置的板件或元器件，來檢查故障是否消除[3]。確認故障元器件后，通過更換元器件或板件進行故障處理。

軟件故障一般參照裝置說明書，根據(jù)故障現(xiàn)象對照檢查可能出現(xiàn)的問題。通常采用對比法進行判別。針對該類設備故障，廠家在說明書內(nèi)會給出處理建議及處理措施。一般情況，需要聯(lián)系廠家技術人員進行解決處理，一般進行程序升級或者元件、板件更換。

回路故障常采用電位法和對比法進行檢查處理。在回路發(fā)生故障時，應根據(jù)圖紙進行電位分析，再根據(jù)電位分析逐步檢查，確定故障點。確定故障點后分析故障發(fā)生的原因，是元器件損壞還是回路接觸不良，或者其他原因，再采取相應的處理措施。

5 結語

總而言之，繼電保護裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分，同時也是保障其穩(wěn)定完整運作的基礎支撐。所以，繼電保護工作者需要具備扎實的基礎知識儲備和實踐應用能力，并結合實際經(jīng)驗總結各種故障發(fā)生的原因及常見排查方法。熟悉了解電力系統(tǒng)的基本知識、明確發(fā)生事故后的分析方法、明確如何尋找缺陷的步驟等，這樣才能夠切實有效地促進繼電保護裝置的安全正常運作。隨著現(xiàn)代社會的飛速發(fā)展，繼電保護技術已經(jīng)逐漸朝向智能化、自動化和數(shù)字化的方向建設和發(fā)展。在開展實際工作的過程中，有必要充分結合繼電保護發(fā)展的新特征，精準分析常見的運行故障，以此保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

參考文獻

[1] 姚雄，劉偉浩.220kV智能變電站繼電保護及自動化分析[J].電子技術與軟件工程，2021（9）：215-216.

[2] 李斌，單中闖，閆志強，等.配電自動化模式下配電網(wǎng)保護的模式選擇和整定計算[J].東北電力技術，2021，42（3）：6-10.

[3] 黃行星，童嘯霄.繼電保護與配電自動化配合的配電網(wǎng)故障處理[J].電子世界，2021（2）：188-189.