发电厂继电保护的故障诊断及解决办法

李刚建

（四川广安发电有限责任公司，四川广安 638000）

科技的进步使对电力的需求变大，生活、工作中处处离不开电能源，对电能的需求量与日俱增。电厂作为向社会输送电能的重要枢纽，承担电力供电网络的稳定与安全的责任。继电器是电厂推动电力输出的重要配套设施，优化配置是电厂的总机关，出现系统故障会对电力系统造成不可估量的损失，无法保证供电稳定。如何预判和处理继电保护问题是电力系统当下需要不断改进和更新的重要环节。

1 电厂继电保护装置的工作机制及作用

继电保护在电力系统运行中的作用非常重要，电力系统出现区域故障问题，会启动继电保护装置，保护此区域经过实时监测动作元件的状态属性及中间节点的正常与否调节开关量的变化，实现自动化精准定位与隔离故障区域，有效防止电力故障向周围扩散，最大限度降低故障问题的损失性。

继电保护装置的功能不单一，能够对安全隐患有一定提示预判的能力。电力系统的某一区域出现异常数据上报，继电保护装置会有预警报告，发送至企业端，提醒电厂相关人员对警报进行分析排查，查看故障是否准确，帮助企业提高安全性，将电路故障造成的损失降到最低。

实际情况中，继电保护系统常会出现不容易被发现的故障问题，例如运行干扰故障、接地故障以及CT饱和故障等问题，无法进行预判。制止措施效果欠佳会造成继电保护系统各项功能失控，危及电厂供电系统的正常运行及供电可靠性[1]。电力场所管理人员应权衡利弊，加强继电保护故障诊断及处理，对社会有较高的现实意义。

2 电厂继电保护的常见故障

2.1 内部故障

内部故障是电厂继电保护装置（系统）运行中出现较多的问题。电厂的继电保护装置组成构件种类杂、型号多，其主要组成电气元器件是一个复合型和综合型的保护器件。

电厂继电保护庄主内部构成如图1所示。

图1 电厂继电保护装置内部构成

复杂的内部结构对继电器保护装置运维有一定负担，存在相互连接的多种电元器件，继电器的工作难度较高，导致区域故障频率更高[2]。

在正常情况使用下，许多因素可导致继电保护装置受损害，例如一些人为不确定因素以及电子元件受一定使用期限的控制等，会对继电保护装置正常运行造成干扰。继电保护装置的元器件出现运行故障，继电保护系统自身保护功能会削弱，这种类型的故障实际上是继电保护内部故障。

2.2 外部故障

（1）TA饱和故障。

电厂的电力系统正常运作中，区域出现系统短路问题，会产生一种非正常的电流，称为“非循环电流”，加速TA的形成时间，造成第二级别的电流灵敏程度，影响继电保护装置接收信号的反应力，出现拒动或延缓动作等现象。

（2）干扰故障。

电厂继电保护装置的保护动作的激发是依靠干扰源触发警报信号，可实际掌握的干扰源不全面。如果存在无关信号干扰，会影响继电保护装置保护动作的准确性和执行力，造成对故障预警的错误报告，无法及时切断故障区域线路。无关干扰信号可能会使继电保护装置执行误动动作，对电力系统的正常运行产生不利的影响。

（3）接地故障。

①发电机转子发生接地故障。

发电机组转子在正常运行中不会有警报，只有接地情况出现警告信号发出的情况，停机检查阶段发现电路绝缘性较强，需要开启电阻箱接地保护按键，检查转子接地保护器是否可以正常运转。

②单相接地故障。

该故障主要表现为电气量显示异常，可以利用磁场与零序电场的工作原理判别故障位置。

3 电厂继电保护故障的常用诊断方法

3.1 分析法

分析法适用于继电保护系统在运行中发生重合闸故障问题时。在应用分析法诊断继电保护故障中，技术人员应排查确定故障各个继电保护系统部分的相应输入量是否有异常，并与标准值进行对比分析。

经过有效比对实际输入量和正常标准输入量，能够精准快速地确定其中存在异常的输入量。判断继电保护系统异常输入量出现的具体原因，采取切实有效的故障处理措施解决故障问题[3]。

3.2 电位变化法

在继电保护系统中的二次回路上，无法保证相关参数保持不变，电流、电压以及点位等相关参数变化常处于不稳定状态。排查故障诊断人员在诊断与分析继电保护故障问题期间，应考虑如何确定故障点，例如使用实时监测的方法与路径相结合，实现故障位置确定。基于电位变化法的应用，通过逐步诊断与排查的方式缩小故障范围、节约时间。

3.3 经验判断法

该种故障诊断方法对诊断人员技能经验有一定要求，需要长时间积累经验，准确诊断电厂继电保护系统中的故障，诊断人员需要具备较高的专业技术，全面、准确地了解和掌握继电保护系统的具体工作机制。在将经验判断法应用于实际继电保护故障诊断中时，故障出现时需要诊断人员根据自身实践方法全方位、多角度对各个相关继电设备的整体工况进行了解，在此基础上通过反复推敲逐步判断故障的类型、具体位置以及故障的成因。经验判断法个人的主观意识，导致故障诊断结果准确率较低，应培养诊断人员综合专业知识，加强诊断能力的提升，以降低主观判断失误问题的发生概率。

4 电厂继电保护故障的有效处理对策

4.1 内部故障处理对策

电厂继电保护系统内部元器件的主要作用是协助继电保护装置运行稳定，元器件出现故障问题，对继电保护装置以及整体电力系统产生影响。为了有效处理这类故障，应制定规范的定期排查和校验制度。

（1）定期巡检和检查继电保护装置。

定期时间可根据实际相应缩小或增加，巡检内容包括对电气元件完整性检查、电气开关与指示灯状态显示正常性检查以及电气设备位置准确性排查等。检查期间如果发现各类继电保护装置存在冒烟、发热、外观损坏或者其他异常情况时，必须及时解决，必要时可以进行更换，避免埋下安全隐患造成事故[4]。

（2）定期校验继电保护装置性能。

主要查看继电保护装置灵敏性是否符合安装时的要求，需要持续保持良好运行稳定性与安全性。继电保护设备本身运行时间超过1年，需要缩短定期系统性排查和校验的时间，排查保护线路与设备运行状态，可以进行多次两相试验，检测保护装置性能等是否符合规定标准，进行仔细调整校核，必要时需要维修或更换继电保护设备及配套元器件[5]。

4.2 外部故障处理对策

为了更好地处理干扰、CT饱和及接地等外部故障问题，衡量电力系统运行的可靠性与安全性外，采取科学合理的手段解决外部因素干扰。

（1）实时监测二次设备运行状态。

针对CT饱和故障，观察电流互感器设定数值变化，降低因负荷量增加或回路受阻面积过大，导致CT饱和故障发生，采取具有监控与保护作用的新型设备预防效率较高，结合实际情况合理调配电流互感器的规划布置情况。

（2）有效处理电磁干扰故障。

降低电气设备实际接地电阻能够更高效地解决电磁干扰故障，或将电容接入高频电缆，有效抑制电磁的产生。人为操作不规范是影响继电保护装置出现误动或拒动情况发生的成因，在解决电磁干扰故障期间，应推荐经验丰富、专业技术强人员负责安置，尽量避免因人为错误操作造成故障。

（3）仔细检查转子磁极外接情况。

仔细检查转子磁极外接情况，解决存在的连接松动问题，快速确定直流接地故障所在位置后实施切断，尽量控制在3 s内。如果检测工作环境湿度较大，必须先切断室内控制电路供电源开关，有利于排查接地回路。

5 结语

综上所述，继电保护故障是决定电厂供电可靠性与安全性的重要措施，继电保护装置出现故障属于常见现象，诱因较多。在实际的故障诊断中，借鉴灵活应用分析法、经验判断法以及电位变化法等方法，高效处理解决内外故障，保障继电保护装置，实现稳定安全为社会运输电能。