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电力系统继电保护常见故障及预防措施范鹏涛

发表时间：2021/8/11 来源：《电力设备》2020年第34期作者：范鹏涛

[导读] 摘要：随着现代化发展进程的加快，传统的电力系统构成已经难以无法为生产生活提供稳定、优质的电力供应和配送，为有效解决这一问题，电力系统中必须要加强对继电保护技术的应用，以充分借助于继电保护装置来对系统起到重要的保护作用，维持电力系统的可靠运转。

        （国网山东省电力公司曹县供电公司山东省菏泽市 274400）
        摘要：随着现代化发展进程的加快，传统的电力系统构成已经难以无法为生产生活提供稳定、优质的电力供应和配送，为有效解决这一问题，电力系统中必须要加强对继电保护技术的应用，以充分借助于继电保护装置来对系统起到重要的保护作用，维持电力系统的可靠运转。电力继电保护技术应用时，也常常会存在诸多的问题，各个电力企业均需要加强对继电保护各类故障的处理。
        关键词：电力系统；继电保护；故障；预防措施
        1电力系统继电保护中的问题
        1.1电流互感饱和导致的问题
        电流互感饱和是电力系统保护里的一种较为常见的现象，它很有可能会对继电保护的运行有所影响。特别是由于系统设备终端的负荷容量大幅度增加，导致在短路情况出现时，产生的电流过大，这存在很大的安全隐患。当配电系统与终端设备距离较近时，若出现短路情况，电流就会增大，并且会远大于电流互感器的额定电流，致使电流本身含有巨大的能量，在输送过程中，会导致设备受到严重的损伤。其次，当线路的短路时，在互感电流饱和情况的影响下，感应的二次电流会减少很多，导致设备的运行出现异常。
        1.2电力继电保护开关保护设备的问题
        电力系统的构建是为了向广大的电力用户提供良好的电力服务，在实际的电力供应和配送过程中，专业的电力工作人员主要是通过开关来实现控制的，如果电力系统为不存在继电保护的开关站，多采用的是负荷开关。一般情况下，如果是带有变压器的插座柜，在控制方面多是由负荷开关和熔断器相结合来实现的，虽然这种控制方式具有很大的便捷性，但是，同样存在着一定的制约性因素，一旦在配电变压器插座柜上采用这种控制方式，发生故障的概率相对较高，难以保持电力系统的可靠运转，甚至严重时会引起大面积断电现象。
        1.3分散漏电的问题
        电力系统的继电保护过程中，也会发生分散性漏电的情况。特别是对于部分密度较高、工程量过大的系统，这种情况往往会导致电力系统的运行受到阻碍。所以，必须考虑系统的运行状况，对系统进行全面的检查和维修，防止漏电的情况发生，降低风险。分散性漏电出现的原因是部分线路和设备的绝缘水平较低或网络绝缘被损坏。当漏电问题出现时，要快速查找线路和设备，通过仪器检测他们是否出现故障，在这一过程中，往往需要工作人员认真寻找漏电的地方，管理人员要与技术工作人员积极合作，对设备进行全方位的检查，检测是否存在发生分散性漏电的隐患，避免出现突发情况，做好应急预案，在故障发生时，科学有效的应对预料之外的问题，将损失降到最低。
        2电力继电保护的故障处理方法
        2.1替代故障零件的方法
        电力系统的运行过程中，当出现继电保护装置的故障以后，在很多时候这种故障是由零部件失效所造成的，当出现了这种情况时，可以用新的零部件或者组件来替代，通过这种方式来判定是否是零部件故障所引起的继电保护装置故障，进而根据这种替代法来进一步确定故障原因与范围，采取必要的故障处理方式。替换法下，相关人员需使用相同性能且良好的零部件来替换怀疑存在故障的零部件，这种方式下，是对相关零部件的检验，根据这种方式能够将故障范围锁定在很小的范围内。一般情况下，当出现零部件故障时，需用备用或者暂时正在检修的且具有同功能的元件来加以替换处理，如果替换以后继电保护装置恢复正常的运行状态下，说明此零部件存在故障。
        2.2两级极差保护配置
        为了迅速找到故障点，减少维修时间，最好采用两级极差保护配置，以提高维修效果，减少不必要的资源和资金浪费。当配置二级范围保护装置时，应做好下列任务：（1）使用合适的线路开关，其中断路器开关为用户开关，负荷开关为主导开关。（2）设定防护动作延迟时间。变电站出口断路器开关的保护时间一般为200～250毫秒。

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        通过这种方式：（1）能够快速发现故障点，节省维修时间，提高处理效果；（2）避免跳闸。举例来说，分支电路会出现故障，因为断路器装有多层范围保护。通过两级极差保护配置，故障源可以立即断开，避免故障涉及其他电路部件。此外，在主干道上选用负荷开关还可以节约资源，,因为使用断路器需要投入的成本更高。
        2.3快速处理故障的方法
        面对故障问题主要有以下两种应对方法：第一，替换法。当设备的元件出现故障时，可以用一些具有相同功能的零件将其替换，以保证不影响设备的正常工作，若替换后，设备恢复运行，则说明正是此类元件出现了问题，但是更换了新的零件之后，设备仍然不能正常工作，则说明不是此类元件的问题，就需要进一步的查找，这时候就应该思考是否是系统出现了问题，进而找到故障的原因，这种方法能够有效的促进工作人员查找故障发生原因。提高设备修复的效率。第二，引起继电保护设备出现问题的一个常见原因就是回路的问题，解决问题也十分重要。
        2.4继电器目视法
        电力系统继电保护装置在出现故障时，其原因具有多样性，有时故障是由单一因素所造成的，而有时故障却是由多种因素所造成的。从继电保护装置的故障位置来看，故障有时处于内部，有时处于外部，一旦在故障判定的过程中，发现继电保护装置的故障处于正常设备难以检测到的部位时，可以采用目视法，这种故障处理方式比较直观，多应用于继电保护装置开关拒动问题的处理方面。当继电保护工作人员对继电保护装置发出了相应的工作指令以后，肉眼可见的地方都维持了正常的运行状态，此时可以判定继电保护装置内部出现了故障，就需要采取相应的处理措施来对内部故障加以有效识别和处理。
        2.5电压时间型馈线和多级极差保护
        电压时间型馈线自动控制的主要功能是协调重合器和电压时间型馈线之间的工作，以隔离故障。分支线路的故障将严重损害电压的自动调节功能，从而导致断路器跳闸，使整个线路在未来将面临停电的安全隐患。针对以上问题，采用自动调压电压时间型馈线和多级极差保护是最佳选择。配置规划的主要点在于：10kV变电站出口开关配有联轴器，同时也需要保护动作延迟，时间精确到200～250毫秒。而且主干馈线需要用到时间类的电压分段器的开关。支路开关和用户开关应该使用断路器，并且应该有防止延迟的措施。在以上配置要求完成之后，如果在主干网中出现故障，则与传统的故障排除方法基本相同。分支或客户端中的故障排除方法相同。（1）如果是在短时间内出现故障，在经过0.5秒的延迟之后，要将断路器分支和用户端断开进行跳闸再合闸，供电就能恢复到正常的工作状态。（2）若为长期故障，在隔离故障的同时，再次关闭开关。所以，两级极差保护和电压时间馈线自动化两种方法，可以保证分支或用户终端在发生故障后不会断电。
        2.6减少电磁干扰
        电力系统的继电保护装置运行过程中，电感和电容的耦合作用下，将会使得装置运行受到一定的电磁干扰，尤其是高频电流通过高压母线的情况下，高压母线周边会形成电磁场，二次回路在感应时同样会存在干扰电压的影响。一旦继电保护装置中的接地系统与电磁干扰情况不一致，将会使得继电保护装置在运行时存在误动现象。因此，为维持电力系统的可靠运转，为人们提供优质的电力服务，必须要在电力系统的设计过程中，适当降低设备的接地电阻，并在高频电缆中连接电容，通过这种方式来有效应对电磁干扰现象。
        结论
        综上所述，随着社会经济的发展，电力需求日益增加，继电保护能力和故障处理能力面临着越来越大的压力和挑战。对此，电力公司应熟练掌握配电网络故障处理，实现电气自动化技术和继电保护的有机结合，建立新型网络故障隔离、定位、探测故障新方法。对企业和电力用户的安全生产起到了保障作用，促进电力工业的健康发展。
        参考文献：
        [1]曾智凡.浅析继电保护与配电自动化配合的故障处理措施[J].通讯世界，2019(20):173-174.
        [2]李卓文.浅析继电保护与配电自动化配合的故障处理措施[J].通信电源技术，2019,34(3):142-143.