谈继电保护故障及处理措施

摘要：本文作者结合现场工作经验，总结出几套分析及处理常见故障的实用方法，对提高电力系统继电保护可靠性及事故快速处理能力有一定的提升作用。

关键词：电力系统；继电保护；装置；运行；故障分析

中图分类号： TM715 文献标识码： A 文章编号：

1继电保护常见的几种故障

1.1产源故障

继电保护装置的生产属于技术型生产，大多由生产车间批量生产，所以其出厂的产品质量直接影响着保护装置的运行情况。早期常规继电保护装置如电磁型、机电型继电器零部件的材质不合格和校验精度差，整体性能不合格，晶体管保护装置中元器件的质量差，性能差异大，运行不协调等因素，极易发生常规继电保护误动或拒动。

现代微机化继电保护装置也同样存在类似问题，微机保护装置同样由厂家生产车间批量生产，由于保护装置板件自身存在设计缺陷、产品质量不达标，或是运行后出现板件损坏引发的继电保护缺陷屡见不鲜。

1.2隐形故障

有资料显示，世界上大约有75％的停电事故都和继电保护系统的不正确运作有关，继电保护的隐形故障已经成为电力系统潜在的巨大威胁，因此继电保护专业工作人员也逐步开始加强对继电保护隐形故障的分析。

1.3运行中故障

继电保护装置长时间运行在如高温、粉尘污染较为严重等恶劣环境下较易导致继电保护装置故障。装置插件特别是电源插件运行年限过长同样易引发装置故障，云南电网公司规定电源插件运行年限超过7年应进行更换。

运行中的故障主要表现为液晶屏不亮、无法通讯、保护工况退出及设备失灵等症状，具体还表现为装置拒动或误动等现象。装置运行过程中应加强监视，发现异常信号及时检查、处理，避免造成更严重的后果。

2继电保护故障处理方法

根据现场电力故障处理的经验，总结继电保护故障处理方法主要有以下几种：

2.1替代法

用正常的相同元件或插件代替怀疑有故障的元件或插件，通过判断换上新插件后故障的恢复情况来判断插件的好坏，可快速地缩小查找故障范围。这是处理微机保护装置内部故障最常用也是最好用的方法。当一些微机保护插件故障，或者一些内部回路复杂的单元继电器，可用备件取代它，如故障消失，说明故障在换下来的元件内，如故障未消失，则说明在换下来元件以外必然存在故障点。

用此项方法需注意：要特别注意插件的跳线、焊接管脚及程序版本及是否一致，确认无误方可掉换。若更换CPU板件、通讯单元或定值管理单元，需重新整定定值及相关网络通讯参数，并进行模拟传动试验。另外，就是在更换插件替代前是否需要采取一定的安全措施，插件更换前需断开装置电源，更换电压切换插件需要将断开电压空开防止带电更换，电流采集变换插件需要短接外部电流回路防止开路，纵联保护、光纤差动保护需要对侧配合退出保护等。还有，由于装置插件本身需带电运行，所以在拔插插件时需正确佩戴防静电手腕和防护眼镜，不能用身体部位触碰插件芯片管脚，避免人体静电烧坏插件或是插件残余电荷灼伤人体。

2.2短接、断开法

将回路某一段或一部分用短接线人为短接或断开，来判断故障是在短接线或断开线范围内，还是其它地方，以此来缩小故障范围，此方法主要用于刀闸操作及电气闭锁、电流回路开路、切换继电器不动作、判断辅助及转换开关、切换把手触点是否良好等缺陷故障。

现场检查时往往有两种情况，第一种，对于该闭合而未闭合的触点采用短接法进行模拟，若短接后故障消失说明该触点未能正确闭合，故障点为该触点，可以检查是触点损坏或是触点动作条件不满足而未动作，缩小了检查范围；第二种，不该闭合的而闭合了的触点则采用断开法进行模拟，若断开后故障恢复说明该触点为故障点，可以检查是触点损坏或是触点动作条件不满足。

如下图所示：220kV线路刀闸闭锁回路经过线路刀闸两边地刀03G-1、03G-2、断路器ABC三相位置及测控屏输出的逻辑闭锁触点进行闭锁。由于BS1、BS0通常闭锁刀闸操作电源应回路联通，电位正常，断开电源后可以用万用表欧姆档测量整个闭锁回路的通断情况。通过人为短接或断开的方法模拟辅助触点接通或断开，可以判断出具体是那个触点不通。

图1刀闸电气闭锁简要原理图

2.3电位测量法

参照上图的例子，若是在电源无法断开或是现场检查不具备断开电源的情况下，就不能用万用表欧姆档测量整个闭锁回路的通断，只能通过用电压档测量电位来判断整个回路的通断情况，这种方法我们就叫做电位测量法。

如上图，正常时在电源不断开的情况下测量BS1、BS0电位应相同，若故障时测量电位不相同，则需进一步测量BS1、BS2、BS3、BS4、BS5、BS6各点的电位情况。假如BS3测量电位与BS1相同，而BS4测量电位与BS3不同，则说明测控屏逻辑闭锁接点为故障点，若BS4测量电位与BS3相同，则继续测量下一个触点电位。以此类推，通过电位测量法可以判断出具体的故障地点。

电位测量法适用于运行变电站无法全部停电的设备，可以在带电的情况下利用测量电位来查找故障点，是继电保护专业工作人员必须具备并熟练掌握的一种方法。

2.4参照法

通过正常与非正常设备的技术参数对照，从不同处找出缺陷设备的故障点。此法主要用于现场图纸资料不完备，初步判断为接线错误的故障。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。

例如，在更换新的KK控制把手及接线后，出现开关不能正常分、合故障。一般来说很可能是二次线在恢复过程中接线错误导致，通过查看图纸资料核对接线可以查找到错误接线点。但是现场图纸资料不全的情况，为了尽快找到原因，可参照相邻线路KK控制把手(一般情况下同一块控制屏上，各条出线的KK控制把手接线是相同的)的接线，根据其线头标号套上的编码及接线位置一一对照找出不同点，就很容易发现错线所在。需注意核对过程中应避免“误碰”，不要造成运行线路KK控制把手的接线松脱。

2.5顺藤摸瓜法

从出错点开始一环紧扣一环查找，直到检测到出现正常现象的位置，此方法可以命名为顺藤摸瓜法。例如光字牌燃亮或保护屏发告警信号等缺陷可根据异常点顺藤摸瓜去查，3.4电位测量法中也需要结合此法进行查找，还有的情况的是在直流或交流电源均断开情况下，用万用表电阻档去顺藤摸瓜式的一步一步检查，此法可以检查诸如刀闸及断路器的辅助接点、刀闸操作控制回路、由继电器和一些接点串接组成的回路。

例如，某变电站运行人员在监盘过程中发现110kV部分I段母线电压异常，经检查110kV，I段母线TV端子箱内B相电压空开跳开，尝试合上空开后立即跳开，在端子箱内断开B相电压回路，用万用表测量B相对地阻抗，只有1欧左右的直阻，可以判断B相电压回路绝缘存在问题，断开空开下端出线后进行测量，还是存在接地现象，判断为下一级电压回路存在问题，排除B相电压空开损坏的可能性。顺着B相电压至每个间隔的回路查找，最终在一个110kV线路间隔断开B相电压回路检查时接地现象消除，进一步检查发现电压切换插件损坏导致B相电压切换接点绝缘不良。

2.6分段处理法

分段处理法的主要思路是将一套设备或回路分成两个或两个以上部分，再按各部分顺序检查处理故障。主要用于高频保护、光纤保护通道异常等缺陷的分析处理工作。

还有很多方法，电位变换法、分析法、逐项排除法、直观检查法、带负荷检查法、主观经验判断法等。

3结语

随着社会的进步和电网的飞速发展，对电网的安全稳定运行和供电可靠性提出了越来越高的要求，我们应该在电力系统中引进更多成熟、可靠的新技术，通过更高的科技手段，提高继电保护人员对故障信息综合分析处理能力，实现继电保护装置运行管理的信息化、网络化和自动化，使继电保护更灵敏，更快速，更可靠，更有选择性，实现电网的安全稳定运行。

参考文献

[1]施莉，赵东成，杨明玉．关于继电保护系统中隐形故障的探讨．继电器，2004．

[2]沈诗佳．电力系统继电保护及二次回路．电力工业出版社，2007．