黄梓晴
广东电网清远供电局 广东省清远市 511500
摘要：随着近年来我国经济高速发展，电网的规模亦急速扩张。电力设备数量指数级增长、智能化系统的投入及新能源发电的接入均使电网结构的复杂性与不确定性不断增加，不仅加大了故障停电带来的经济损失，同时也加大了电网运检、调度的工作难度。提高继电保护装置运行的可靠性及故障识别处理的及时性，对提高电力系统运行可靠性具有重要的研究意义。
关键词：变电站；继电保护；故障分析
1、继电保护概述
继电保护装置通过实时监测变电站设备运行状态来判断系统是否有异常、故障的发生，一旦检测到故障的发生，通过发出报警信息及时告知运维人员异常情况，并通过分合断路器快速地隔离故障，保证系统稳定运行。在科技不断进步的带动下，继电保护系统也不断更新换代，从传统的熔断器、电磁继电器向微机式、人工智能方向进行发展，进一步提升了继电保护装置的选择性、速动性、灵敏性及可靠性。继电保护技术的发展对于提高故障事后处理效率、减少停电时间、提高电力系统运行可靠性具有重要的研究意义。
继电保护由继电保护装置本体及外部接线构成，其中继电保护装置可分为测量部分、逻辑部分及执行部分。通常由测量回路转化外部输入监测量，并与定值进行比较判定保护是否启动；逻辑部分则根据测量部分的参数、性质、输出状态等出现的顺序或者组合，使保护装置按照一定的逻辑关系做出指令判断；收到逻辑部分指令后，执行跳闸、发信、告警等指令。
2、变电站继电保护常见故障
2.1 外部回路引起的故障
继电保护装置误动、拒动、不正确动作大概率由外部电气二次回路故障引起。电力设备长期运行导致自身绝缘老化、电缆绝缘破损、线芯熔化等均直接影响继电保护装置的运行。故发现装置采样值异常，应先使用仪表测量外部电流二次线、电压二次线的值与装置是否一致，判断是否装置测量部分引起的异常。
2.2 继电保护装置中电流互感器的饱和故障
随着用电负荷的不断增长及电网结构的日益扩张，故障短路产生的电流较大，可能会使保护装置中的电流互感器保护而出现拒动或误动。金属性接地短路电流一般包含三个分量：工频变化的周期性分量、谐波分量及随时间逐渐衰减的非周期分量。在故障初期暂态非周期分量使电流互感器励磁电流增大，电流互感器饱和导致装置采样误差增大，引起不正确动作。
2.3 继电保护装置插件故障
继电保护装置内部插件发生故障凭运维人员巡视很难发现，通常根据装置一些报警或异常信号来判断。一般来说，继电保护装置的电源插件或 CPU 插件损坏比较多，装置内部一般会设置插件状态自检程序来判别是否出现插件故障，可根据装置报文来获取故障信息。此外，在电网发生故障或雷击产生过电压时，可能会击穿装置插件上的小部件，可使用万用表测量部件的电阻电容来判断是否被击穿，但不建议运维人员自行对插件上的部件进行更换。
2.4 插件绝缘方面的故障
这类故障虽然不对整体供电系统造成大的威胁，但如果发生绝缘降低，会影响装置内部回路的启动，引起不正确动作。通过对事故总结分析，一些插件设计布线不科学，部分区域布线较严密，导致更多的静电微粒被附着在接线焊点周边，时间长了，就形成了焊点间导电通道，使继电保护中发生故障的几率增大。
2.5 继电保护装置通讯故障
远动通道故障造成的通讯中断导致装置无法与站内后台通讯，信息亦无法上送主站，但基本不会引起保护不正确动作。而光纤通道中断则会导致两侧保护信息有偏差，导致保护误动拒动，如差动电流增大启动跳闸、无法收发信导致保护拒动等。大部分装置均设有通道状态检测，在通道异常情况下闭锁纵联保护功能，但在实际运维时，应定期检查光纤通道通讯情况，避免设备失去保护。
2.6 人为因素
继电保护装置从安装、验收、运行到维护过程中都要求技术人员有较高的继电保护技术水平。在安装过程中施工人员不按图施工、接线不规范导致错接虚接的情况时有发生，特别在站内进行部分间隔改造时，容易对运行设备造成碰撞、振荡、误拉扯电缆，造成保护不正确动作，甚至损坏装置设备。运行维护过程中，定值设置不合理、操作不规范亦会造成保护不正确动作。
3、继电保护故障处理及防范措施
3.1 逐项排除法
逐项排除法主要通过逐个拆除继电保护装置内部并联的回路，对比分析故障恢复程度，来判断故障位置。如在排除操作箱内部操作回路故障时，拆接的同时使用万用表测量关键节点的电位，可有效辨别出故障位置。逐项排除法常用于直流接地点搜查、开关操作回路、刀闸闭锁回路故障处理等情况。
3.2 参照法
在检查和处理连接错误的保护接线时经常会使用参照法。电力系统在进行回路改造时如不能确定接线准确性，可以参照同类设备的接线位置进行检查，缩小故障范围。当某个继电器的测试值与参考值存在较大差距时，无法准确地对故障进行判断，此时工作人员可以借助同一只测量表计对正常运行的相同型号继电器进行测量，从而更好地了解和掌握故障发生的部位，并提出有效的解决措施。
3.3 元件替代法
通常用于继电器故障或辅助接点故障，可以选用相同型号相同性能的元件对故障元件进行更换使用。若更换元器件后故障情况消除，则可确定故障点并采取进一步措施恢复运行。采用元件替代法时要注意更换前先对备用元器件的性能进行检验，检验合格后才可更换。如采用同一插件上的备用继电器或接点对故障元器件进行替换，注意不能长时间运行，为避免插件的质量、批次出现问题再次导致故障，应尽快对整块插件进行更换，必要时对相同批次装置进行试验检查。
3.4 加强同类型隐患排查
针对相同型号或相同设计的装置、元器件、回路进行专项检查，经过风险评估开展有针对性的整改措施，防范同类故障的发生。运维人员应按规范执行反事故措施，对潜在风险点及时识别，避免故障影响的扩大。
3.5 抑制电磁干扰
一次系统的干扰电磁场会在二次系统中感应出干扰电压，由于微机继电保护装置内部有较多的电容电感器件，在耦合作用下有可能使装置采样异常导致不正确动作。为避免此事故发生，运维人员在日常巡视时要注意保护、测量、录波等装置的采样情况是否一致，高次谐波含量是否正常，若长期有较大的谐波分量，应适当降低设备接地电阻，并增设滤波器。
3.6 增强工作人员技术水平
人为失误导致的二次设备故障情况不可忽视，从施工安装、验收、运行、维护等环节进行质量把控能有效防范事故的发生。为此，需要严格核实施工单位的资质，监管施工人员作业规范性，加强对运维、继保技术人员的培训力度，并制定相应的考核措施，通过针对性的培训有效提高工作人员的技术水平。
结语：随着电网规模的扩大及智能化变电技术的推进，对变电站继电保护装置运行可靠性的要求将越来越高。对继电保护装置故障进行分析及处理，需要电力企业中各部门人员相互协调，平时做好设备维护工作，及时发现系统运行过程中的隐患及风险点，制定出对常见继电保护故障的处理措施，进而提高电力系统运行的可靠性。
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