电力系统继电保护常见故障分析

摘要：继电保护对电力系统的安全有效运行影响重大，要确实保证电力系统的正常使用，就要在保护措施上做好工作，而继电保护是其中最主要，最有效的方式。因此，为保障电力系统的安全运行，必须对继电保护有一定的了解，才能有效使用。本文主要论述了电力系统继电保护故障的主要类型及原因，并提出了常见故障的防范措施。

关键词：继电保护；常见故障；防范措施

中图分类号：TM774文献标识码： A

前言

继电保护装置是现代电力系统安全的基础，是预防供电过程中大规模停电的重要技术方式。随着现代城市改建、扩建脚步的不断加快，我国电力系统也进行了大面积的改造。通过技术改造实现了城市供电的稳定与安全。作为电力系统中的重要组成部分，继电保护装置故障的发生将影响电力设备的安全、影响电力系统供电的稳定性与安全性。

1.主要类型及原因

1.1短路故障

造成短路的主要原因：是电气设备载流部分的绝缘损坏。这种损坏可能是由于长期运行，绝缘自然老化或由于设备本身质量低劣，绝缘强度不够而被正常电压击穿，或设备质量合格，绝缘合乎要求而被过电压（包括雷电过电压）击穿，或者是设备绝缘受到外力损伤而造成短路；工作人员由于违反安全操作规程而发生误操作，或者误将低压设备接入较高电压的电路中，也可造成短路；鸟兽（包括蛇，鼠等）跨越在的相线之间或者相线与接地物体之间，或者咬坏设备和导线电缆的绝缘，也是导致短路的一个原因。

1.2断相故障

断相故障：电力系统一相断开或俩相断开的情况，属于不对称性故障。断相种类：一相断开；俩相断开。

2.案例分析及防范措施

2.1停电线路保护做试验时，造成运行线路保护误动作跳闸

案例：

平行双回线中，一般都装设有相差高频和零序横差双套全线速动主保护，由于220kV线路电流互感器在当时一般只有四个二次绕组，因此这两套全线速动主保护只能共用一组电流互感器二次绕组。然而在做停电线路保护试验时，造成运行线路相差高频保护误动作跳闸事故。在某省网220kv平行双回线路中，基于同一原因，先后在不同的时间，不同的地点发生过运行线路四次误动事故。

分析：

1）试验时没有做好安全措施 

一般继电保护试验电源都有一个接地点。在一停用的保护装置上通电试验时，由于双回线两组电流互感器各有一个接地点，试验电源不可避免地分流到运行线路的相差高频保护回路中，由于试验前没有考虑到双回线的零序方向横差保护与运行中线路的相差高频保护还有电的联系，而没有采取必要的安全措施，这是事故重复发生的原因。 

2）两组电流互感器的二次组合的电流回路不是一点接地，而是两点接地 。

防范措施：

1）要实现平行双回线路的相差高频保护和零序方向横差保护共用一组电流互感器时的接地点只有一个。 

2）在平行双回线路已停电的线路试验时，必须做好安全措施。必须将运行线路的高频相差和零序方向横差保护的电流回路保持各自独立，与停电线路的电流互感器二次断开。

2.2某电厂6kv母线桥接错事件

案例：

某电厂#1机在主变反充电过程中，当对厂用电源6kV C段进行自动切换试验时，厂用C段工作电源开关跳开，备用电源开关不动作（正常切换应该是工作电源开关跳开后马上合上备用电源开关），致使DCS系统全部电脑失电重启，几分钟后快切装置自动将备用电源开关合上（误动作）。

分析：

1）厂用电切换中备用电源没有合上，通过查看快切装置在切换中记录的数据，如下所示：

其中，Uma， Umb，Umc分别代表母线C段A相，B相和C相的电压；Ugz和Uby分别代表工作电源进线电压和备用电源进线电压，分别取自高厂变低压侧的B、C相和起备变高压侧的B、C相，起备变的连接方式都带Y型，所以起备变两侧无角差；df和dφ分别代表频差和角差，其中角差是母线取A、B相、工作进线或备用进线取B、C相相比得到，所以母线电压都要滞后工作进线和备用进线电压60度，这个角度可以将快切装置里的初始相角1和初始相角2都设为60度进行补偿，就可以使dφ变为0度。

快切启动时：

Uma=103.3V，Umb=103.4V，Umc=102.8V，

Ugz=104.4， Uby=95.9V，df=0，dφ=7.5；

合工作进线开关时：

Uma=103.3V， Umb=103.4V，Umc=102.8V，

Ugz=104.4 V， Uby=95.9V，df=0，dφ=7.5；

合工作进线开关结束时：

Uma=105.6V， Umb=97.0V，Umc=89.9V，

Ugz=93.1 V，Uby=92.4V，df=-2.26，dφ=－0.1；

跳备用进线开关时：

Uma=74.6V，Umb=79.0V，Umc=12.9V，

Ugz=74.7 V，Uby=77.1V，df=－2.26，dφ=－60.1；

跳备用进线开关结束时；

Uma=74.6V，Umb=79.0V，Umc=12.9V，

Ugz=54.7 V，Uby=76.1V，df=－2.26，dφ=－60.1；

从以上数据看出在快切后是母线电压超前工作进线电压60度，从开始的母线电压滞后60度到超前60度，将A、C相互换即可实现，据此可以判断为A、C项接反，后来证实是工作电源进线一次侧的A相和C相接反。 而B单位人员与C单位人员在母线电压二次核相时检查出有问题（A单位负责单体试验、B单位负责分系统试验、C单位负责整组试验。但B、C单位都未进行过通流试验），但是却误判为二次接线问题，将二次回路做了改动后继续做厂用电源快切试验，差点造成A、C相短路爆炸事件。

2）对于快切装置在几分钟后自动合上C段备用电源进线开关，经过和厂家对#2机快切装置做试验模拟故障时的情况，发现是快切装置将工作电源进线开关跳开后，检测到电压出现异常，从而装置自动闭锁不继续进行切换，但是DCS重新启动后，DCS给快切装置发装置复归命令，快切装置继续进行切换，从而合上了备用电源进线开关。

防范措施：

在母线安装和连接时必须确认母线的相序，保证母线桥的两段相对应，同时应在明显的地方做好标记；调试人员在安装核实母线相别正确的基础上还应再次核对母线的相别；必须严格按照规程要求，做好全部的试验项目，不得遗漏；在反充电试验或是其它试验对母线二次电压的核相过程中，如出现二次电压异常，在未确认一次设备相序正确的情况下，严禁武断认为电压二次回路有错，改动二次回路；对有多个单位承包的工程，必须明确自己工作的范围和责任，对工作有交叉的地方应多协调沟通；在平时的工作中，必须重视对那些容易被忽视但是很重要或很容易出事故的地方。

3.结语

继电保护专业人员需要具备必要的理论知识与实践知识。既要掌握保护的基本原理，又要掌握实际运行状况。在具体工作中主要把好调试关。

继电保护的调试与检验，是设备送电前的一道最重要的工序。认真搞好保护的新安装调试以及大、小修定检试验，是减少事故，使设备以良好的状态投入系统的关键环节，不仅可以避免误动或拒动事故的发生，在有故障出现时，因为有完善正确的信息，使问题的查找分析变得简单明了。

同时，随着我国电力市场的不断发展，故障停电带来的问题还有有电却送不出去、系统稳定性变差和系统解列等等，势必会严重的影响到电力企业的经济利益。所以，电力系统运行能否安全可靠运行，事故的发生能否得到抑制，是供用电两方都要追求的共同目标。

参考文献：

[1]张继勇.电力系统继电保护常见问题与措施[J].大科技,2010年第12期.

[2]宋振宇.电力系统继电保护常见故障分析及对策.[J].中国科技博览.2013年第26期.

[3]朱开旭.概述电力系统继电保护常见典型故障及保护措施.[J].城市建设理论研究.2013年第24期.