南京南瑞繼保電氣有限公司 周 敬

繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置是集故障監(jiān)測(cè)和控制于一體的設(shè)備，其對(duì)電力系統(tǒng)部件起保護(hù)作用，是維持電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。如果繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置存在故障，將會(huì)給電力系統(tǒng)帶來(lái)難以估量的危害，從而影響到電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定和安全。因此，對(duì)繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置常見(jiàn)故障進(jìn)行分析，并給出切實(shí)可行的診斷方法和解決措施，以期在最短時(shí)間內(nèi)使給電力系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。

1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置概述

1.1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置的作用與架構(gòu)

繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置主要用來(lái)對(duì)電力系統(tǒng)存在的故障和異常進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并能在發(fā)出報(bào)警的同時(shí)隔離局部故障，從而避免問(wèn)題擴(kuò)散[1]。圖1為繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置自動(dòng)化基本架構(gòu)。

圖1 繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置基本架構(gòu)

1.2 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置的特點(diǎn)

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置有以下四大特性：一是選擇性，是指能調(diào)整上下兩級(jí)的繼電保護(hù)范圍，一般以主機(jī)的配置原則為參考，有選擇地在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)斷開(kāi)一部分線路。二是速動(dòng)性，是指能夠在最短時(shí)間內(nèi)將故障線路切斷，降低不利影響，確保沒(méi)有問(wèn)題的零件都能正常工作[2]。三是靈敏性，是指基于繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置整定值可以決定靈敏度系數(shù)。四是可靠性，是指在安全保護(hù)范圍內(nèi)繼電器的一切動(dòng)作都是可靠的。

2 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置常見(jiàn)故障

2.1 干擾問(wèn)題

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置主要由硬件和軟件兩大部分組成。但是，在繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置運(yùn)行過(guò)程中，如果在保護(hù)屏位置處有其他通信設(shè)備，則會(huì)對(duì)邏輯元件造成一定的干擾，從而導(dǎo)致裝置誤動(dòng)。

2.2 定值錯(cuò)誤問(wèn)題

由于電力系統(tǒng)的實(shí)際工作狀態(tài)時(shí)有變化，因而會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置出現(xiàn)定值錯(cuò)誤問(wèn)題。造成定值錯(cuò)誤的原因有兩類(lèi)：一是人為因素。受限于計(jì)算精度和工作人員專(zhuān)業(yè)水平，定值可能會(huì)出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致不符合實(shí)際情況[3]。二是設(shè)備自身因素。環(huán)境因素、設(shè)備自身出現(xiàn)損壞或老化等都會(huì)造成定值錯(cuò)誤，進(jìn)而影響繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置運(yùn)行。

2.3 連接故障問(wèn)題

繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置觸點(diǎn)檢測(cè)是繼電保護(hù)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但其容易受其他因素的影響。如果繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置觸點(diǎn)存在接觸不良或粘連現(xiàn)象，將會(huì)引發(fā)一系列故障問(wèn)題。而如果繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置老化嚴(yán)重，開(kāi)關(guān)頻率高或者觸點(diǎn)負(fù)載容量比額定容量大，也會(huì)導(dǎo)致連接故障。

2.4 CT飽和問(wèn)題

當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，電流將明顯增加，從而使電流互感器飽和。電流互感器是繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置中的關(guān)鍵部件之一，當(dāng)其飽和時(shí)，將會(huì)對(duì)設(shè)備的正常工作產(chǎn)生不利影響。

2.5 插件絕緣問(wèn)題

由于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、集成性強(qiáng)，在使用過(guò)程中不可避免地在接線和接合處有灰塵和雜物堆積。長(zhǎng)期不清理，灰塵和雜物堆積較多，將會(huì)引起絕緣失效，進(jìn)而對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成很大影響。

2.6 元件質(zhì)量問(wèn)題

對(duì)繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置而言，隨著其功能的日益豐富，所涉及的測(cè)量元件也越來(lái)越精密。以測(cè)量元件為例，若測(cè)量元件的品質(zhì)、靈敏度達(dá)不到要求，不能有效監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)的負(fù)載變化，從而影響到繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置的正常運(yùn)行[4]。

3 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置常見(jiàn)故障的產(chǎn)生原因

3.1 設(shè)備因素

在眾多影響自動(dòng)繼電器可靠性的因素中，設(shè)備本身質(zhì)量是很關(guān)鍵的，其又可分為軟件與硬件兩類(lèi)。軟件系統(tǒng)兼具復(fù)雜性和隱蔽性，在開(kāi)發(fā)、測(cè)試、使用等過(guò)程中會(huì)發(fā)生各種問(wèn)題。而硬件則易受外部環(huán)境的影響，常常出現(xiàn)諸如材料磨損、老化等隱性問(wèn)題。另外，一些廠家為了追求短期利潤(rùn)而盲目削減生產(chǎn)成本，致使繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置質(zhì)量不能滿足使用要求，嚴(yán)重影響了電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。

3.2 人員操作失誤

人員操作不當(dāng)，會(huì)對(duì)繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置的運(yùn)行穩(wěn)定性產(chǎn)生直接影響。繼電保護(hù)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，操作人員在任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)操作失誤，都可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)運(yùn)行與繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置動(dòng)作不匹配，從而使其運(yùn)行誤差達(dá)到故障問(wèn)題臨界閾值，這對(duì)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行較為不利[5]。

3.3 缺乏科學(xué)的監(jiān)管檢修系統(tǒng)

繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置故障問(wèn)題往往兼具隱蔽性、小型性、復(fù)雜性等特點(diǎn)?，F(xiàn)行監(jiān)管檢修工作主要是針對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行檢查，而忽視了對(duì)繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置運(yùn)行狀況的監(jiān)測(cè)。因此，建立一套科學(xué)、合理的監(jiān)控維護(hù)體系，以及時(shí)對(duì)繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置故障問(wèn)題進(jìn)行檢測(cè)與診斷。

4 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置常見(jiàn)故障的現(xiàn)場(chǎng)診斷方法

4.1 順序檢查法

其是通過(guò)對(duì)測(cè)試和調(diào)試來(lái)尋找故障問(wèn)題的根源，按外部檢測(cè)、絕緣檢測(cè)、定值檢測(cè)、電源性能檢測(cè)以及保護(hù)性能檢查的順序進(jìn)行。主要用于診斷微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)拒動(dòng)問(wèn)題或邏輯問(wèn)題。

4.2 整組試驗(yàn)法

其主要目標(biāo)是檢測(cè)繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置的動(dòng)作邏輯、動(dòng)作時(shí)間是否正常，從而在短時(shí)間內(nèi)再現(xiàn)故障、判斷根源。如果有異常情況，應(yīng)與其他方法聯(lián)合進(jìn)行復(fù)查。

4.3 替換法

在繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置發(fā)生故障時(shí)，通常采用替代法，即采用全新部件代替可能出現(xiàn)故障的部件，以此來(lái)確定部件是否有問(wèn)題。當(dāng)繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置內(nèi)嵌件出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)選用此方法進(jìn)行診斷，一旦發(fā)現(xiàn)故障可以直接更換。

4.4 對(duì)比法

其主要通過(guò)對(duì)比非正常裝置與同型號(hào)、同規(guī)格正常裝置的技術(shù)指標(biāo)，或者對(duì)二者校驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行比較分析，若發(fā)現(xiàn)有較大差別，即存在故障。主要用于診斷定值校驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果與期望結(jié)果有較大差異，但無(wú)法查明其原因的故障。

5 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置常見(jiàn)故障的處理對(duì)策

5.1 不斷完善繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置本身

當(dāng)前，繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置的性能和可靠性還有待進(jìn)一步提高?；诖?，必須根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)展和實(shí)際的實(shí)際運(yùn)行情況，對(duì)繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置故障診斷技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，確保能夠滿足電力系統(tǒng)需要。同時(shí)，在設(shè)計(jì)繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置時(shí)，應(yīng)完成冗余設(shè)計(jì)，保證裝置故障問(wèn)題不會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

5.2 建設(shè)完善高效的運(yùn)行監(jiān)管系統(tǒng)

只有當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)某種峰值變化時(shí)，繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置故障問(wèn)題才會(huì)從不確定性轉(zhuǎn)向確定性。這就要求建立一個(gè)科學(xué)實(shí)用的運(yùn)行監(jiān)管系統(tǒng)，以監(jiān)控繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置工作狀態(tài)，尤其要關(guān)注脆弱部位和指標(biāo)變化，以減少故障問(wèn)題的發(fā)生。

在具體工作中，可以在變電站內(nèi)部設(shè)置智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)可能發(fā)生故障的部位進(jìn)行監(jiān)測(cè)。同時(shí)，需要對(duì)監(jiān)控設(shè)備和繼電器自動(dòng)控制系統(tǒng)所接收到的信號(hào)加以適當(dāng)調(diào)節(jié)，以保證兩者高度統(tǒng)一，以便對(duì)繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置的運(yùn)行狀況展開(kāi)全面監(jiān)測(cè)。然后，需要結(jié)合監(jiān)控信號(hào)與繼電保護(hù)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行詳細(xì)分析，以確定故障位置，從而提高故障識(shí)別準(zhǔn)確率，實(shí)現(xiàn)預(yù)防事故發(fā)生的目的。此外，也有必要對(duì)過(guò)去工作中所遇到的繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置故障問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)，基于此不斷優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)。

5.3 加強(qiáng)對(duì)故障的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

不同的繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置故障問(wèn)題會(huì)給電力系統(tǒng)帶來(lái)不同的危害?；诖耍瑧?yīng)選定科學(xué)、合理的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，使故障問(wèn)題的發(fā)生概率降到最低。對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置的常見(jiàn)故障進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)如下：

一是替換傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置，使用自動(dòng)化保護(hù)裝置。繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置結(jié)合了先進(jìn)的自動(dòng)防護(hù)設(shè)備，可以自動(dòng)、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制，展現(xiàn)出良好的監(jiān)測(cè)與預(yù)防效果。

二是要求檢修人員按照國(guó)家有關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)化電力系統(tǒng)運(yùn)行管理工作，明確各單位和個(gè)人職責(zé)，避免玩忽職守和蓄意隱瞞現(xiàn)象出現(xiàn)。同時(shí)，要加強(qiáng)對(duì)檢修人員業(yè)務(wù)技能的培訓(xùn)，提高其操作水平和專(zhuān)業(yè)技能，以實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置故障問(wèn)題的及時(shí)處理。

三是按照繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置的實(shí)際運(yùn)行狀況，對(duì)其在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的一些細(xì)微改動(dòng)和附加問(wèn)題加以記錄，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在故障，避免影響范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。

四是歸納已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置故障問(wèn)題產(chǎn)生原因，以及其對(duì)電力系統(tǒng)可能造成的危害，從中總結(jié)出有價(jià)值的工作經(jīng)驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上完善相應(yīng)的應(yīng)急處置對(duì)策，尤其是要加強(qiáng)監(jiān)控與防范。保證以后再次出現(xiàn)此類(lèi)故障時(shí)，能及時(shí)處理，防止影響范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，從而提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全性。

5.4 提高檢測(cè)人員素質(zhì)和專(zhuān)業(yè)能力水平

要想對(duì)繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置故障問(wèn)題進(jìn)行全面排查，必須對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析，這對(duì)技術(shù)人員的素質(zhì)和專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平都提出了很高要求。要積極組織起專(zhuān)業(yè)的繼電保護(hù)故障診斷隊(duì)伍，為今后的維修工作做好準(zhǔn)備。同時(shí)，設(shè)備操作人員的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技術(shù)水平也必須滿足要求，在能夠把握當(dāng)前裝置運(yùn)行情況的前提下，對(duì)運(yùn)維工作的整體方向進(jìn)行合理規(guī)劃。

5.5 提高維護(hù)檢修工作質(zhì)量

首先，為了改善電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況，需要對(duì)繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置常見(jiàn)故障進(jìn)行歸納和總結(jié)。主要應(yīng)注意故障位置、故障類(lèi)型、故障強(qiáng)度、電力系統(tǒng)整體運(yùn)行狀況等，并隨著時(shí)間的推移不斷豐富故障問(wèn)題數(shù)據(jù)庫(kù)。

其次，在開(kāi)始生產(chǎn)、分配能源之前，要對(duì)所有電力裝置進(jìn)行檢驗(yàn)，以確保裝置都在最佳狀態(tài)下運(yùn)行。同時(shí)，對(duì)母線發(fā)電電壓、大功率發(fā)電機(jī)、線路中低壓狀態(tài)、響應(yīng)速度、故障處理方案等展開(kāi)定期檢查。在實(shí)際工作中，為了更好地了解繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置運(yùn)行狀況，還應(yīng)該隨時(shí)與電力系統(tǒng)展開(kāi)全自動(dòng)信息交換。

最后，必須對(duì)檢修人員的工作失誤或不作為現(xiàn)象加以處罰。維修人員在完成相關(guān)運(yùn)維和維修工作后，也要依照制度規(guī)范做好記錄，方便日后發(fā)生問(wèn)題時(shí)追究責(zé)任。

6 結(jié)語(yǔ)

繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著極其重要的作用，一旦出現(xiàn)故障，會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性大幅降低，進(jìn)而對(duì)供電安全造成不利影響。要想提高繼電保護(hù)自動(dòng)化設(shè)備的檢修效率，就必須從根源入手，歸納故障種類(lèi)和成因，從而有針對(duì)性地給出梳理對(duì)策，確保電力系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。