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摘要：近年来，随着我国社会各界的不断发展，其对电力需求量逐渐增加，其达到了前所未有的阶段。高压电网运行中，其中继电保护能够在系统遇到故障、异常工况时，在最短时间内做出响应，自动将故障设备从系统中脱离出来，以此来减轻或者避免设备对供电产生的负面影响。继电保护工作具有较强的技术性，集中表现在故障分析与处理上，故加强对装置可靠性的研究具有重要意义。本文就对高压电网继电保护及安全自动装置的可靠性措施进行深入探讨。
关键词：高压电网；继电保护；自动装置；可靠性
高压电网安全保护是一项基础性工作。当高压电网运行时，安全自动装置出现故障，极易造成误动作、异常等现象，严重情况下，还会对设备性能构成损坏。尤其是在电流过大时，继电保护装置无法稳定工作，影响到线路与设备性能的发挥。加强对继电保护保护装置故障的研究，能够深入把握故障产生原因，并采取合理措施提高装置运行可靠性。
1、高压电网继电保护基本原理分析
对于高压电网的继电保护而言，装置应具有以下功能：对被保护元件所处状态进行区分，确认是否存在故障，若存在故障还应区分故障属于区外还是区内。要实现这样的目标，应将电网故障发生前和发生后的物理量改变作为依据。高压电网在产生故障以后，工频电气量发生的变化具有以下显著特征：1）电流明显增大。发生短路后，电源和故障点存在的设备与线路电路会从负荷电流快速增加到远超负荷电流；2）电压明显降低。如果高压电网中有相间短路或接地短路，则电网上各个点的实际相间电压都会大幅降低，而且与短路点越近，下降越多；3）电压和电流的相位角发生变化。在高压电网正常运行过程中，电压和电流相位角实际上是负荷对应的功率因数角，通常在20°左右。而在有三相短路故障发生后，相位角将取决于阻抗角，因此增加到60°－85°，此外在保护反方向三相短路情况下，相位角将在此基础上＋180°；4）测量阻抗出现明显变化。对于测量阻抗，实际上就是测量点的电压和电流比值。在正常运行状态下，这一阻抗就是负荷的阻抗，而发生金属性短路故障时，将从负荷的阻抗改变成线路的阻抗，数值上明显减小，但阻抗角会有所增大。当有不对称短路故障发生时，会产生相序分量，若存在两相短路或单相接地短路，则会有负序电压分量及负序电流；在单相接地的情况下，将出现负序及零序电流与电压分量。当运行状态为正常时，上述分量均不会出现。根据短路故障状态下电气量发生的上述变化，即可提供继电保护功能。除以上保护之外，还有其它类型的保护，比如瓦斯保护等。
2、高压电网继电保护存在的故障
高压电网的分布极为普遍，为了避免或降低高压电网的故障，通过继电保护装置来对高压电网实施保护。然而，在高压电网继电保护运行的过程中，却存在一定的故障，尤其是互感器的二次电压回路是高压电网继电保护中一项非常薄弱的环节，PT二次回路的故障也经常发生，而且，该故障会导致继电保护装置出现保护拒动、误动等现象。PT二次中性点出现接地异常的现象，造成这类故障的主要原因可能出现二次虚接或多点接地而造成的。电流互感器是高压电网继电保护系统运行的重要组成，高压电网在运行的过程中，电流互感器能够反映出电网中电流的波形，尤其是在高压电网发生故障时，互感器不仅要将故障电流的大小真实的反映出来，同时还需要将电流的波形、相位以及电流的变化率反映出来，对电流互感器的工作要求极高。然而，所使用的传统电磁式电流互感器主要是通过铁心耦合的方式来实现一、二次的电流变换，这也是依据着电磁感应原理来工作的。但是，由于磁芯拥有的磁饱和特征是一种非线形的组件，如果一次电流过大的话，非周期分量将会出现严重饱和的现象，这时的励磁电流也会成倍增加，其中会含有大量的高次谐波分量以及非周期分量，在这种情况下就会造成二次电流出现失真的现象，直接影响了高压电网继电保护装置的动作正确性。针对高压电网继电保护装置故障来说，会造成多种电网问题，其中电源问题就是其一，例如，当电源的输出功率不足时，会造成输出电压下降，而电压一旦下降过大就会导致电路的基准值发生变化，引起充电时间变短问题，对高压电网继电保护装置的逻辑配合产生严重的影响，甚至造成判断失误，从而造成继电器的动作故障。
除此之外还会产生其他的问题，如，绝缘问题、干扰问题等。
3、高压电网继电保护及安全自动装置故障处理方式
3.1直观处理
直观法是高压电网继电保护装置故障处理较为常用的一种方式，不会涉及到其他检测仪器，仅是通过工作人员的视觉、嗅觉以及听觉等器官来直接观察设备的运行情况。因为在高压电网出现故障时，有很多元器件、线路等都出现变色，甚至会产生火星，这都工作人员直接可以观察到的；还有很多高压电网故障在发生的时候或发生异声，而工作人员通过对声音的判断大致就能够缩小故障范围，确定故障点，并对其进行处理；另外，还有一些高压电网故障的发生会产生热源，而线路以及设备在这种高温的情况下，会产生焦味。通过这几种故障现象的分析，就能够直接确定故障点的具体位置，当然，这需要有着丰富经验的工作人员才能将直观处理方法进行良好的应用。
3.2短接处理方式
安装高压电网继电保护装置的主要目的是确保电网稳定运行，如果电网存在故障，保护装置可以自动对电网进行保护；但如果保护装置出现了故障，就会导致自动保护动作不正确，甚至是不出现保护动作，进而导致电网故障。此时，维修人员有必要及时处理保护装置故障，避免对电网运行造成进一步影响。短接处理方式指的是通过人工短接导线的方式来判断故障位置。这种逐一环节检查的方式能够准确地判断故障范围，随后再具体判定故障位置，维修人员即可针对故障类型采取相应的维修方式，进而尽快恢复保护装置的保护功能。
3.3参照法
通过正常与非正常设备的技术参数对照，从不同处找出不正常设备的故障点。此法主要用于查认为接线错误，定值校验过程中发现测试值与预想值有较大出入又无法断定原因之类的故障。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。在继电器定值校验时，如发现某一只继电器测试值与其整定值相差甚远，此时不可轻易判断此继电器特性不好，或马上去调整继电器上的刻度值，可用同只表计去测量其他相同回路的同类继电器进行比较。
3.4逐项拆除处理方式
逐项拆除处理方式指的是将并联的二次回路线路按照一定的顺序脱开，随后再按照脱开的顺序将线路依次放回，如果线路在放回后能够正常运行，表示被放回的线路不存在任何故障；如果线路在放回后不能够正常运行，表示被放回的线路存在故障。逐项拆除处理方式一般应用在高压电网继电保护安全自动装置直流接地、交流电源熔丝等故障诊断中。具体地，在诊断直流接地故障时，需要先结合电路负荷的重要程度，分别将直流屏短时间拉开，即切断线路，通常需要将切断时间控制在3s以内，如果切断线路后故障依然没有消失，表示故障不存在在被切断线路上；如果切断线路后故障消失，表示故障存在在被切断线路回路上。此时需要再通过切断线路方式来找到故障所在的具体支路，在找到故障位置后，便可以拆除电源端端子寻找到故障点，维修人员即可针对故障类型采取相应的维修方式。在诊断交流电源熔丝故障时，需要从电压互感器的二次端相将引出的端子分离，维修人员即可针对故障类型采取相应的维修方式。
4、结论
掌握和了解继电保护故障的原因和处理的基本方法是提高继电保护故障和事故处理水平的重要条件，提高了继电保护工作人员现场校验保护装置的工作效率，从而保证了高压电网继电保护及安全自动装置的可靠稳定运行。
参考文献
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[2]熊春雷.高压电网继电保护及安全自动装置的可靠性探讨[J].科技创新与应用，2017（29）：170.