浅析电力系统继电保护及故障检测

祝卫霞　李玲玉

摘 要：为满足现今社会发展的要求，保证供电系统中各环节无纸漏出现，则需要电力企业从其管理着手，采取相关改善措施，并在电力系统维护上投入充足的安全保障成本，重视继电保护和故障检测装置的建设，以便系统出问题时能够及时做出修护处理，从而防止电力系统出现问题而影响到各个领域的正常工作。

关键词：电力系统；继电保护；故障检测

中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）32-0140-01

引 言

一般情况下，电力系统处于稳定运行状态，但是难免会因为设备自身因素或者外界因素而出现故障和问题，如果不能进行及时有效处理，必然会影响电力系统运行安全，甚至引发安全事故。继电保护及输电线路故障检测的存在，能够实现对电力系统的保护和控制，为电力系统持续稳定运行提供保障。

1 继电保护失效原因分析

继电保护不正确动作是在必然性因素和偶然性因素共同作用下按一定概率发生的。保护出厂时初始性能质量如何、设计选型的合理与否、安装调试质量的好坏、运维检修的好坏、运行环境的好坏，是决定设备事故概率的必然性因素，是主要因素；对人们未能掌握的也有一定概率发生的设备内部异常状态，何时、何种条件下发展成事故，则是偶然的，是不正确动作概率的次要因素。通过加强入网管理、竣工验收和检修来尽量减少必然性因素，可以减少继电保护不正确动作的概率。根据统计，1997年至2006年，全国电力系统继电保护共发生不正确动作4987次，具体见表1。

2 常见的电力系统继电保护装置故障类型

2.1 参数设置方面的故障与处理

其常见的故障主要包括：①参数设置值远高于标准值；②参数设置值远低于标准值；③保护功能异常关闭；④保护功能异常开启。

2.2 电压互感器方面的故障与处理

对于电压互感器，其主要有以下常见故障：①绝缘部分接触不良或损坏；②回路接触不良；③接线接触不良等。

2.3 电流互感器方面的故障与处理

①绝缘部分接触不良或损坏；②接线接触不良；③饱和问题。主要由短路引起，如果产生了饱和问题，则会因为一次电流转换成励磁电流而使二次电流无法完成线性变化，最终产生拒动故障。

3 电力系统继电保护输电线路故障检测方法

3.1 参照法

参照法是继电保护输电线路故障检测的一种常用方法，将继电保护装置正常技术参数作为参考依据，通过参数对比找出故障可能出现的位置，完成对故障的快速高效处理。一般情况下，参照法主要是对接线错误进行处理，如果继电保护装置出现接线错误，运用参照法就能够对接线错误的位置进行快速查找，不仅针对性强，而且效率很高训。在对电力系统回路进行改造，或者对继电保护设备进行更换时，如果无法对二次接线进行恢复，则同样可以运用参照法，对比同类设备接线方式进行连接。而在对继电保护定值进行校验时，若发现某一个继电器测试值与整定值差距较大，则不能直接判定是继电器本身质量问题，也不应该直接进行刻度值调整，而是可以对同一回路相同类型的继电器进行测量，如果数值准确，则表明测量仪器不存在问题，需要将继电器进行更换。

3.2 分段法

分段法或者分段处理法核心在于对电力系统继电保护设备的合理划分，使得其能够形成两个及以上部分，依照划分顺序，对继电保护设备进行故障检测与维护。例如，应该定期检查继电保护设备中的高频保护收发信机，看设备能否正常运行，能否顺利实现信号的接收和发送。考虑其涉及两侧收发信机和大量通道设备，可以通过分段处理方式，先脱开通道，接入负载，以电平表对设备自收自发工作情况进行确认，通过对通道与点评差的测定，明确继电保护通信状况，找出故障所处区域。

3.3 替换法

替换法的基本原理，是运用与故障元件相同类型的正常元件，对初步判断出可能存在故障的元件进行替换，如果新元件替换后，故障现象消失，则表明故障点判断正确，反之，则表明故障点判断错误，需要针对下一个可能的故障点进行相同处理，直至消除故障。

3.4 经验法

当继电保护设备发生故障时，很多时候都会伴随一些明显故障现象，如线头脱落、绝缘层高温、线路外包层烧毁等，一些经验丰富的电力工作人员能够根据自身经验，判断故障原因。

4 电力系统继电保护故障检测措施

（1）可以利用空間电磁场，对单相接地故障支路进行准确探测。电力系统一旦发生单相短路，短路点前后支路的零序电压和零序电流就会出现显著变化，周围电场与磁场分布也会有所不同，根据零序电场及磁场位置，可以对故障点进行准确判断，判断依据有两个：①小电流基地系统稳定性。②配电线路电场及磁场分布。若电力系统某条配电线路出现故障，会导致线路周边磁场变化，忽略互感影响，通过对配网接地点磁场探测的方式，能够获取配电线路电压与磁场分布状况，结合五次谐波电流，能够完成故障点确定工作。

（2）故障支路及故障接地相识别。电力系统发生小电流接地故障后，会出现较为明显的暂态过程，通过构建数学模型，可以得到故障发生后一段时间内配电线路的电压或者电流波形，测量出电流畸变量，结合对地点电压或电流信号，经小波变换，可以获得频谱图像，对电流特征量及故障频带特征值进行分析，在保持电力系统正常运行的情况下，确定故障线路及故障点。

5 结 语

总而言之，针对继电保护装置运行中存在的故障和问题，电力工作人员应该做好检测分析，采取有效措施进行处理和预防，确保继电保护装置运行稳定，促进电力系统供电质量提高。

参考文献

[1]张晓晔.浅析电力系统继电保护设备及其自动化可靠性[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2017（10）：152～153.

[2]黄为婷.电力系统中自动化与继电保护设备的可靠性[J].电子制作，2013（24）：246.

收稿日期：2018-9-20