馮建偉

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司邳州市供電分公司，江蘇 邳州 221300）

繼電保護(hù)系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的危機(jī)保障，是故障出現(xiàn)時(shí)將損失降到最低的核心措施，繼電保護(hù)系統(tǒng)的故障維修和處理需要迅速且有效。實(shí)踐案例中的故障排查能為今后的繼電保護(hù)系統(tǒng)維護(hù)提供寶貴經(jīng)驗(yàn)，對于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障和相應(yīng)對策的研究具備較高的研究價(jià)值。

1 繼電保護(hù)

電力系統(tǒng)是一個(gè)組織架構(gòu)相對龐大、運(yùn)行情況相對復(fù)雜、專業(yè)技術(shù)要求較高的系統(tǒng)，既涉及發(fā)電系統(tǒng)，也涉及輸電和配電系統(tǒng)。發(fā)電系統(tǒng)的每個(gè)子系統(tǒng)都包含著十分復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。電力系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，電力系統(tǒng)子系統(tǒng)會配置對應(yīng)的控制系統(tǒng)，通過控制系統(tǒng)保障每一個(gè)環(huán)節(jié)正常運(yùn)行，以此保障整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，保證用戶用電安全[1]。

電力系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，電力系統(tǒng)中每個(gè)組織元件都與其他元件相關(guān)聯(lián)。在缺乏保護(hù)機(jī)制的情況下，任何一個(gè)細(xì)微環(huán)節(jié)的元件出現(xiàn)故障，都可能導(dǎo)致整個(gè)電力系統(tǒng)的癱瘓。電力系統(tǒng)中所使用的每一個(gè)電力元件都應(yīng)具備相當(dāng)高的穩(wěn)定性，在根本上避免因元件發(fā)生故障而產(chǎn)生的后續(xù)影響。一旦某個(gè)元件出現(xiàn)故障，需要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)定位到故障點(diǎn)，處理故障點(diǎn)的問題，并盡快檢查電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)設(shè)備，保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。電力元件出現(xiàn)故障是無法完全避免，要求電力系統(tǒng)故障維修人員具備較高的職業(yè)素質(zhì)。在面臨元件故障情況時(shí)，維修技術(shù)人員應(yīng)以最高的效率準(zhǔn)確定位故障，并對故障進(jìn)行高效地排查和處理。如果處理速度較慢，故障會對其他環(huán)節(jié)的電力設(shè)備和元件造成影響，對電力系統(tǒng)造成二次傷害。處理的總時(shí)長會直接影響元件的損毀程度，處理越慢，損毀程度可能越高。

2 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障分析

2.1 源頭性故障

源頭性故障是一種常見的繼電保護(hù)故障，指繼電保護(hù)裝置的軟件或硬件配置出現(xiàn)問題[2]。例如，繼電保護(hù)系統(tǒng)中的電路出現(xiàn)短路現(xiàn)象或接地現(xiàn)象，致使整個(gè)電力繼電保護(hù)裝置進(jìn)入故障狀態(tài)，威脅電力系統(tǒng)。此外，繼電保護(hù)裝置自身軟件或硬件的質(zhì)量不符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，容易造成意外的損毀。這種損毀導(dǎo)致的故障同樣也屬于源頭性故障的一種，常見的類型是保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)。

2.2 運(yùn)行過程故障

運(yùn)行過程故障指繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行的過程中受到了外界的干擾，其自身原本良好的運(yùn)行狀態(tài)出現(xiàn)了波動(dòng)，產(chǎn)生變電故障。外界的干擾主要包括二次回路、定值整定、壓板投退和通道狀態(tài)等。出現(xiàn)此類問題時(shí)，雖然整體的電力系統(tǒng)并不會出現(xiàn)嚴(yán)重的故障，但繼電保護(hù)裝置的性能會大幅下降，導(dǎo)致電力系統(tǒng)的安全性大幅降低。一旦電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，繼電保護(hù)裝置難以提供應(yīng)有的保護(hù)，導(dǎo)致嚴(yán)重后果。

2.3 電流互感器飽和故障

人們的經(jīng)濟(jì)水平和生活方式具有相關(guān)性，生活水平的提升會導(dǎo)致居民用電量的總體提升。用電量的總體提升對我國整體電力系統(tǒng)的設(shè)備性能提出了新要求，對我國的電力系統(tǒng)終端和繼電保護(hù)裝置也是一種挑戰(zhàn)。當(dāng)前已經(jīng)出現(xiàn)多種原因的負(fù)荷導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置故障，電流互感器飽和故障就是其中最常見的類型之一。當(dāng)電流互感器因?yàn)橛秒娏康脑龃蠖M(jìn)入飽和狀態(tài)時(shí)，勵(lì)磁阻值變小，導(dǎo)致電流值的增大，造成電流互感器在測量和檢測數(shù)值上的誤差，導(dǎo)致電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)裝置無法正常地運(yùn)轉(zhuǎn)。但如果電流互感器的勵(lì)磁阻值抵抗力變高，產(chǎn)生的勵(lì)磁電流會隨之變小，就可以忽略產(chǎn)生的誤差[3]。電流互感器飽和故障的主要原因是電流互感器達(dá)到了飽和，導(dǎo)致電流過大，產(chǎn)生了意料外的數(shù)值誤差，導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行狀態(tài)出現(xiàn)一定的錯(cuò)誤。

2.4 繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)的設(shè)備故障

繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)的設(shè)備故障指在繼電保護(hù)設(shè)備的安裝過程中，沒有按照行業(yè)規(guī)定的規(guī)范條例和適合設(shè)備型號的方法進(jìn)行安裝，安裝過程中的疏漏可能導(dǎo)致繼電保護(hù)系統(tǒng)在正常的運(yùn)行狀態(tài)下出現(xiàn)故障。從理論角度分析，繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行較為安全，基本不會出現(xiàn)繼電保護(hù)裝置故障的問題，實(shí)踐中的故障實(shí)例不多[4]。但一旦繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，多數(shù)都是繼電保護(hù)系統(tǒng)中的設(shè)備和裝置出現(xiàn)問題。出現(xiàn)問題的主要原因是安裝繼電保護(hù)裝置的工作人員在安裝繼電保護(hù)裝備的過程中，沒有重視繼電保護(hù)裝置的統(tǒng)一性運(yùn)轉(zhuǎn)原理，沒有規(guī)范地安裝相應(yīng)的組成元件。安裝工作的疏漏導(dǎo)致的結(jié)果是繼電保護(hù)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)綜合性能不統(tǒng)一的情況，阻礙繼電保護(hù)裝置正常運(yùn)行。檢測此類故障的方式比較相似，最主要的區(qū)別就是供電負(fù)荷大小的不同。在正常的繼電保護(hù)系統(tǒng)中，不同的系統(tǒng)環(huán)節(jié)需要的電流、電壓負(fù)荷強(qiáng)度可能不同，如果某個(gè)環(huán)節(jié)的負(fù)荷強(qiáng)度沒有達(dá)到應(yīng)有的標(biāo)準(zhǔn)，會出現(xiàn)整個(gè)供電系統(tǒng)的不穩(wěn)定現(xiàn)象，影響電力系統(tǒng)整體。出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況通常是因?yàn)槔^電保護(hù)裝置自身的元件沒有被規(guī)范安裝或負(fù)荷量沒有達(dá)到正常運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)。

3 繼電保護(hù)故障處理方法的類型

3.1 經(jīng)驗(yàn)判斷方法

故障出現(xiàn)時(shí)，電力系統(tǒng)的工作人員可根據(jù)其積累的經(jīng)驗(yàn)對故障進(jìn)行準(zhǔn)確的定位和修復(fù)。從業(yè)人員利用多年從業(yè)經(jīng)歷中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)提升對繼電保護(hù)系統(tǒng)的認(rèn)識水平和對其他相關(guān)電力系統(tǒng)的了解程度，在工作的同時(shí)不斷學(xué)習(xí)科學(xué)理論知識，包括對繼電保護(hù)系統(tǒng)在內(nèi)的眾多電力系統(tǒng)組件的運(yùn)行機(jī)制進(jìn)行系統(tǒng)化的理解，培養(yǎng)自身對繼電保護(hù)裝置故障的判斷能力，真正落實(shí)經(jīng)驗(yàn)判斷法。具有豐富經(jīng)驗(yàn)的工作人員可以在故障出現(xiàn)時(shí)，利用理論知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對現(xiàn)場情況進(jìn)行迅速判斷。例如在維修過程中，為了阻止故障系統(tǒng)對其他系統(tǒng)的侵害，維修人員充分觀察現(xiàn)場情況后，利用開關(guān)分閘控制故障系統(tǒng)。如果故障本身是開關(guān)分閘系統(tǒng)故障導(dǎo)致的繼電保護(hù)系統(tǒng)預(yù)警的故障，工作人員應(yīng)通過主觀分析和判斷，控制開關(guān)分閘的開合，實(shí)現(xiàn)對故障的控制。如果維修人員缺乏豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論知識或在實(shí)踐過程中出現(xiàn)判斷失誤的情況，都難以保障繼電保護(hù)故障能夠在第一時(shí)間得到妥善處理[5-6]。

3.2 分析法

分析法是通過對故障現(xiàn)場情況的判斷和分析得出故障原因的方法。與經(jīng)驗(yàn)判斷法相似，不同之處在于經(jīng)驗(yàn)判斷法的重點(diǎn)是技術(shù)人員的自身能力，分析法的重點(diǎn)是故障現(xiàn)場的具體情況。例如重合閘發(fā)生故障，故障現(xiàn)場出現(xiàn)明顯的放電閉鎖現(xiàn)象，現(xiàn)場維修人員應(yīng)先對電量總量進(jìn)行控制，控制成功后再對故障原因進(jìn)行現(xiàn)場分析，得出放電閉鎖現(xiàn)象出現(xiàn)的主要原因。分析法的另一特點(diǎn)便是其事后的記錄性，故障維修完成后，參與維修的工作人員需要將此次維修活動(dòng)的具體細(xì)節(jié)整理為故障維修分析報(bào)告，為今后類似的維修活動(dòng)提供理論依據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

4 繼電保護(hù)故障問題對策分析

4.1 發(fā)電機(jī)軸電流故障

繼電保護(hù)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，軸電流的故障會導(dǎo)致電流保護(hù)裝置跳閘停機(jī)，此時(shí)維修人員需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)維修方法，對電流保護(hù)裝置進(jìn)行及時(shí)處理，迅速調(diào)試環(huán)境，使其滿足大軸的運(yùn)行條件，通過接地和刷地的方法把對地電位確立，使上導(dǎo)軸承進(jìn)入絕緣狀態(tài)。在繼電保護(hù)裝置運(yùn)行時(shí)，軸承的絕緣設(shè)備可能被破壞，絕緣材料失效后，大軸、軸承和接地刷之間可能會有電流產(chǎn)生，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)內(nèi)部放電的現(xiàn)象，陷入故障。針對此問題，維修維護(hù)人員可在大軸上施加適量的軸電流，并細(xì)心保護(hù)軸電。

保護(hù)措施完全落實(shí)后，會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的上導(dǎo)軸承出現(xiàn)與軸電對應(yīng)的接地點(diǎn)，此時(shí)維修人員仔細(xì)檢查系統(tǒng)會看到繼電保護(hù)設(shè)備的油箱里出現(xiàn)擋油圈焊接部位脫落的現(xiàn)象。擋油圈脫落觸發(fā)大軸，加劇跳閘停機(jī)的現(xiàn)象，由此定位故障原因。為了預(yù)防這種情況發(fā)生，在日常設(shè)備檢查環(huán)節(jié)中，可以對即將脫落的擋油圈進(jìn)行焊接加固[7-8]。

4.2 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子接地故障

電力系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如出現(xiàn)因轉(zhuǎn)子接地導(dǎo)致的繼電保護(hù)裝置報(bào)警現(xiàn)象，說明接地保護(hù)措施正處于轉(zhuǎn)子的回路上。一般情況下，此時(shí)會出現(xiàn)重疊的交流電壓，維修人員應(yīng)及時(shí)測評轉(zhuǎn)子的絕緣情況，如果因此導(dǎo)致系統(tǒng)故障，需要立刻停機(jī)排查，確保轉(zhuǎn)子的絕緣回路恢復(fù)穩(wěn)定。通過電阻箱完成保護(hù)回路的接地操作。檢查轉(zhuǎn)子保護(hù)繼電器，手動(dòng)開機(jī)使設(shè)備空轉(zhuǎn)，如果沒有出現(xiàn)勵(lì)磁電流，完成故障的排查，分析轉(zhuǎn)子的絕緣情況后，絕緣電阻為0。

5 結(jié)語

綜上所述，在相似的繼電保護(hù)系統(tǒng)中，故障類型主要分為源頭性故障、運(yùn)行過程故障和電流互感器故障等幾種類型。利用常規(guī)的經(jīng)驗(yàn)判斷法、分析法和電位變化法，可有效解決常規(guī)的繼電保護(hù)故障。此外，出現(xiàn)發(fā)電機(jī)軸電流故障或發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子接地故障等類似的繼電保護(hù)故障問題時(shí)，工作人員應(yīng)充分利用理論知識積累和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的指導(dǎo)，借鑒過往的處理方法，迅速排查和解決故障，提升我國電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。