继电保护主要故障的排除分析

苏晓东 董雷

【摘要】本文主要围绕着继电保护装置，分析了继电保护装置可能存在的比较普遍的故障，进而论述了故障出现的可能性和原因，提出了有针对性的排除方法，以期可以提高继电保护装置的使用效果。

【关键词】继电保护；故障；排除

中图分类号：TM58文献标识码： A

一、前言

对于继电保护装置来说，为了能够确保装置的合理正常高效运行，必须要确保装置运行的过程中不出现故障，这就需要我们提前做好防范措施，弄清可能存在的故障隐患，并做好排除工作。

二、变电站电力系统中继电保护的发展状况

由于继电保护装置对高压电网的安全、稳定运行有着极其重要的作用。隧着电力系统规模不断扩大和等级的不断提高,系统的网络结构和运行方式日趋复杂,对继电保护的要求也越来越高。

传统的电磁和电磁感应原理的保护存在动作速度慢、灵敏度低、抗震性差以及可动部分有磨损等固有缺点。晶体管继电保护装置也有抗干扰能力差、判据不准确,装置本身的质量不是很稳定等明显的缺点。随着数字计算机技术的发展,大规模集成电路技术的飞速发展,微处理器和微型计算机进入实用化的阶段,微机保护开始逐渐趋于实用。

微机继电保护装置一般以微处理器为基础,采用数字处理的方法用不同的模块化软件来实现各种功能。。随着微电子技术的发展,各种功能强大的微处理器及其他相关大规模集成电路器件的广泛应用,使得微机继电保护装置得到了很大的发展,其应用范围越来越大,功能也越来越强大。特别是在保护功能上,采用不同的装置可以有效地实现线路、变压器、发电机、电动机和母线等设备的保护功能,不仅如此,利用微处理器强大的数据处理能力,还能实现过去难以实现的很多保护功能。随着通讯网络技术的发展,采用微机保护技术使得变电站内的设备功能数字化实现成为可能。

三、继电保护的基本要求和作用就全局而论,在电力系统的安全问题上有两种必须避免的灾害性事故:一种是重大电力设备损坏,另―种是电网的长期大面积停电。在这些方面,电力系统继电保护一直发挥着特殊重要作用。1.继电保护的基本要求对电网继电保护的基本性能要求,包括可靠性、选择性、速动性和灵敏性。这些要求之间,有的相辅相成,有的相互制约,需要针对不同的使用条件,分别地进行协调。对这些问题的研究分析,是电网继电保护系统运行部门的头等大事

(一)选择性。基本含义是保护装置动作时,仅将故障元件从电力系统中切除,使停电范围尽量减小,以保证系统中非故障部分继续安全运行。

(二)速动性。速动性是指继电保护装置应以尽可能快的速度断开故障元件。这样就能减轻故障设备的损坏程度,减小用户在低电压情况下工作的时间,提高电力系统运行的稳定性。

(三)灵敏性。保护装置对其保护范围内的故障或不正常运行状态的反应能力称为灵敏性(灵敏度)。灵敏性常用灵敏系数来衡量。它是在保护装置的测量元件确定了动作值后,按最不利的运行方式、故障类型、保护范围内的指定点校验,并满足有关规定的标准。

(四)可靠性。可靠性是指在保护装置规定的保护范围内发生它应该反应的故障时,保护装置应可靠地动作(即不拒动)。而在不属于该保护动作的其他任何情况下,则不应该动作(即不误动)。选择继电保护方案时,除设置需满足以上四项基本性能外,还应注意其经济性。即不仅考虑保护装置的投资和运行维护费,还必须考虑因装置不完善而发生拒动或误动对国民经济和社会生活造成的损失。2、继电保护的任务

继电保护装置是一种由继电器和其它辅助元件构成的安全自动装置。它能反映电气元件的故障和不正常运行状态,并动作于断路器跳闸或发出信号。

(一)故障:将故障元件切除(借助断路器);

(二)不正常状态――自动发出信号(以便及时处理),可预防事故的发生和缩小事故影响范围,保证电能质量和供电可靠性。

四、继电保护发生故障原因1、软件版本问题由于装置自身的质量或程序漏洞问题只有在现场运行过相当一段时间后才能发现。因此，继电保护人员在保护调试、检验、故障分析中发现的不正常或不可靠现象应及时向上级或厂商反馈情况。2、插件绝缘问题微机保护装置的集成度高，布线紧密。长期运行后，由于静电作用使插件的接线焊点周围聚集大量静电尘埃，在外界条件允许时，两焊点之间形成了导电通道，从而引起装置故障或者事故的发生。3、抗干扰问题微机保护的抗干扰性能较差，对讲机和其他无线通讯设备在保护屏附近的使用会导致一些逻辑元件误动作。现场尽可能避免操作干扰、冲击负荷干扰、直流回路接地干扰等问题的发生。4、电源问题（一）逆变稳压电源问题。（二）直流熔丝的配置问题。（三）带直流电源操作插件。5、高频收发信机问题在220kV线路保护运行中，属于收发信机问题仍然是造成纵联保护不正确动作的主要因素，主要问题是元器件损坏、抗干扰性能差等，出问题的收发信机基本上都包括了目前各制造厂生产的收发信机。6、TA饱和问题作为继电保护测量TA对二次系统的运行起关键作用，随着系统短路电流急剧增加，在中低压系统中电流互感器的饱和问题日益突出，已影响到继电保护装置动作的正确性。7、保护性能问题保护性能问题主要包括两方面，即装置的功能和特性缺陷。有些保护装置在投入直流电源时出现误动；高频闭所保护存在频拍现象时会误动；有些微机保护的动态特性偏离静态特性很远也会导致动作结果的错误。8、定值问题（一）整定计算的误差。（二）人为整定错误。（三）装置定值的漂移。

五、电力系统的整体运行过程进行一定的监视

在继电保护装置中，不仅可以对供电过程中出现的意外事故进行警报和某种程度上的自动处理，同时也可以对电力系统运行的状况进行长期的监控，保障电力系统在正常的情况下平稳、安全的运行。

继电保护系统中存在的最薄弱环节便是电力系统电压中的互感器方面在电压回路时容易在运行过程中出现故障。电压中的互感器，对于电力系统的正常运行发挥着非常重大的作用。虽然电压互感器在二次回路过程中的设备并不是特别多，接线的过程也不是很复杂，但是其过程中总会存在这样那样的故障。电压互感器中电压的二次回路时出现的故障不容忽视，甚至会引发较为严重的后果，比如保护装置的误动、拒动等等。据以往情况来看，电压互感器二次回路过程中出现的故障主要体现在以下几个方面：

1、电压互感器二次回路时点接地的方式与正常情况不同

电压互感器二次回路表现为二次没有接地或者是多点的接地。二次没有接地也称作是二次虚接地，出现的主要原因除了有变电站方面接地网的问题外，更重要的问题在于接线的工艺方面。电压传感器的二次接地在它与地网之间会产生一定的电压，这样的电压受决定于各电压之间不平衡的程度和彼此之间相接触产生的电阻。与地网接触产生的电压同时也同样会叠加到各个保护装置电压之间，这将在一定程度上引起各相电压发生某种幅度数值的变化和相关相位的波动，从而导致阻抗和方向元件产生误动以及拒动的现象。

2、电压互感器开口三角的电压在回路时出现异常的情况

电压互感器开口三角的电压在回路时会出现断线的状况，这里面有机械方面的原因，同时出现短路的情况则在很大程度上与电工的某些使用习惯有关系。大家为了达到零序电压的定值，往往会在变压器以及电磁性母线的保护下，将电压中继电器的限流电阻进行短接，有的人甚至使用了相对小刻度的继电器，这样的结果就是会很大程度上减少开口三角电压在回路时出现的阻挡现象。然而在变电站内部或者出口处出现接地方面的故障时，零序电压就会比较大，回路负荷的阻抗反而会比较小，回路产生的电流也会较大，电流继电器的线圈就会出现过热的现象，从而导致绝缘发生破坏的现象，进而发生短路。短路的状况如果持续的时间较长，便会导致线圈烧断的情形发生，从而使电压互感器在烧断的线圈处断线，这样的情形并不少见。