变电站继电保护常见故障对策分析

孙新明

[摘    要]变电站继电保护情况的好坏，直接影响社会正常运行和国家经济发展情况。变电站继电保护装置运行时涉及到大量复杂的元件设备，因此需要加强对其的保护与维护工作，针对其自身的问题以及维护该设备装置的问题进行详细分析。首先总体上介绍了变电站保护装置的作用以及其存在意义，再分析器故障发生原因，最后提出相应的维护对策，以供相关行业人员参考。

[关键词]变电站;继电保护;故障分析;对策探究

[中图分类号]TM63 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）10–0–03

Countermeasures Against Common Failures of Relay Protection in Substations

Sun Xin-ming

[Abstract]The status of relay protection in substations directly affects the normal operation of society and the development of national economy. A large number of complex components and equipment are involved in the operation of relay protection devices in substations. Therefore， it is necessary to strengthen the protection and maintenance of them， and conduct detailed analysis on their own problems and the problems of maintaining the equipment. First， it introduces the function of substation protection device and its significance， and then analyzes the cause of the failure of the substation， and finally puts forward corresponding maintenance countermeasures based on the problems raised for reference by relevant industry personnel.

[Keywords]substation; relay protection; failure analysis; countermeasure research

1 變电站的继电保护原理

继电保护一般具有两种基本保护动作：跳闸和报警。跳闸响应时间由电流大小决定，电流越大，响应时间越短，跳闸速度越快。对于固定的电流，一旦电流超过电流定值，则跳闸保护机制开启。继电保护动作越快，则继电保护作用性就越高，保护效果越可靠。如表1所示。

辅助保护 为补充主保护和后备保护的性能或当主保护后备保护退出运行时而起作用的保护机制，例如：断路器三相不一致保护、充电保护等。

2 继电保护装置的设备状态分析

继电保护也是整个电路线路里的一部分，因此要保证继电保护正常运行、及时对故障作出响应，则要保证整个电路的正常运作，因此对所有基础设备的实时监测与定期检修是必不可少的。在此基础上，继电保护才能发挥应有的作用。

由浴盆曲线[2]总结发现，设备由正常状态到故障状态，大概能够分为3类故障阶段：早期失效;中期偶然性失效;损耗。

定期对电力设备进行完整的检测与故障排查，继电保护正常发挥保护机制的一个重要前提。有时候继电保护装置本身的故障，也会对变电站等线路产生极大的危害与影响。实际检修故障排查过程中，需要对具体的变电站情况作出综合排查规划，将易发生故障的节点整列出来，再主次对其进行排查，以保证故障排查的严谨性与有效性。

变电站继电保护故障讨论中需列出针对继电保护检测装置本身故障具体问题以及相应解决方法。

3 变电站继电保护装置的作用分析

变电站的继电保护机制具有多种实际保护作用，大致可以总结为以下3种。

3.1 保障电力系统运行的稳定性

变电站继电保护若要对故障有及时响应与有效保护作用，就需要保证整个电力系统的正常运行与稳定，这样继电保护的正常响应才有固实的电力基础。继电保护主要是在电力系统发生故障时，对故障发起及时保护动作，同时通知管理人员，根据继电保护发出的动作响应确定故障节点，从而准确地对电力系统进行故障检查与恢复。继电保护自动切断机制与人为检修干扰机制两者结合起来，将电力故障对电力系统的负面影响最小化，避免了故障对整个变电站的进一步影响，以保护电力系统极其运行效益。

3.2 有效反映电力系统运行状态

继电保护之所以可以对变电站故障起到高效的保护作用，主要依赖于其对整个电力系统运行实际状态的整体反映。当故障发生时，若只通过管理人员对其进行一一排查，则耗费时间较多且效率地下，故障对电力系统的影响也会进一步扩大。而通过继电保护对故障的反应以及响应机制，检修人员可以依靠其给出的故障信号缩小故障发生范围，甚至可以第一时间解决故障问题，降低了电力故障对电力系统的恶行影响。继电保护装置在运作过程中会对整个电力系统进行综合性故障信号分析，只要检测到具体的故障信号，继电保护会立即作出预测反应，强有力地遏制了故障对电力系统的不利影响。

3.3 提高电力系统的自动化水平

继电保护对电路的保护作用如此高效，其中一个很重要的原因即为其具有高效的自动化响应机制。电力系统如此庞大，单纯地依靠管理人员进行故障排查与维护，是极其抵消且成本极高的。继电保护装置运用了自动化技术，可以进行远程自动故障排查功能与控制机制，有效地保证了电力系统时刻处于全面检查、故障预测的安全运行状态下，可以说，高度自动化运行机制对继电保护起到了重要作用，使整个电力系统处于高度自动化控制状态，使继电保护全面且高效地对电力系统处于安全运作状态中。

4 变电站继电保护装置的故障分析

4.1 内部故障

继电保护装置的内部故障主要有3种：节点故障、差拍以及装置元件故障。

接点故障主要体现在接点接触不良、电力消耗异常（一般为过大）等，引起接点故障的主要原因为接点被二氧化硫等硫化物质腐蚀，导致接点偏离正常位置，进而导致继电保护装置故障。

差拍故障产生的原因主要为电力系统继电器电压异常或继电器不符合系统参数要求，不适用于该电力系统等。差拍现象若产生，则需要检查继电器的电压是否正常，或核对继电保护装置是否适用于该电力系统。

装置元件本身的故障则会导致继电保护装置的保护作用失效，从而直接引起电力系统故障恶化扩大，降低了电力系统的稳定性。这类故障也有因可循，一般是电流互感器故障引发的元件本身故障。电流互感器在发生故障的情況下会导致继电器装置内部的电流迅速增加，以至于继电保护装置无法正常的运行并提供保护作用，瞬时增加的电流在严重情况下将会直接烧坏继电保护装置，由此将产生十分严重的不良影响。

4.2 外部故障

继电保护如之前所说的，若整个系统发生故障，则会从外部直接影响继电保护装置的正常运行与保护作用，这增大了电力系统的故障发生率与不稳定性，因此，若继电保护装置本身发生故障，则需要对其进行及时有效的故障排查。

继电保护装置的指示灯是显示其运行状态最为直接明显的信息来源之一，也是保证电力系统稳定运行的基础之一。若继电保护装置的指示灯异常反应，则会造成工作人员对电力系统的判断错误，进而浪费人力资本，耗费过多的时间去寻找根本不存在的“故障”。

另外一种常见故障则是变电站继电保护器烧损，这一般都是由线圈接点烧损引起的，一旦出现烧损故障，工作人员是可以通过燃烧所发出的特殊气味来判断是否出现问题，以决定是都进行下一步排查。

继电保护装置在长期高强度运行下，发生故障是在所难免的，不但有自身内部元件的损耗等因素，也有外界环境的影响等，因此继电保护装置故障检测是需要重视起来的，若保护装置本身受到故障影响，则会直接影响保护装置保护作用的充分发挥。

4.3 干扰故障

对继电保护的外部干扰作用主要产自于电磁波辐射影响或静电干扰等，这些辐射来源又来自于工作人员日常所使用的通讯设备，例如手机等，这些设备在运行过程中会产生一定程度的电磁辐射，又因为继电保护障装置灵敏度极高，很容易就会收到这些日常产生的电磁波影响，继而干扰继电保护发挥保护功能。这些电磁波的影响可大可小，若收到的影响较大，很可能导致继电保护装置发出错误动作。另外，工作人员的身上也会不可避免地带有一定的静电，这些静电也会对继电保护装置产生影响，从而导致整个电力系统被恶性影响。

5 继电保护装置检修设备的常见问题

5.1 保护装置问题

对于110 kV变电站，其继电保护装置在性能和质量上都已经提升了一定的程度，在继电保护时能够发挥更大的功效，然而电网运行的风险度也在持续增大，导致保护装置在运行中还可能发生各种故障，对保护装置的稳定性和可靠性造成了影响。

5.2 短路问题

变压器的低压侧容易出现短路问题，短路是在没有用电设备时形成的额外通路，这种通路具备很大的电流，将对变压器的相关设备造成极大冲击，继而影响设备的稳定运行。

5.3 设备运行的环境问题

粉尘对电路设备是有一定影响的，影响较小的话会导致装置线路老化，反应迟钝等，若影响较大，则会直接导致线路短路，破坏整个保护机制的回路。另外，一些具有腐蚀性的气味，例如之前我们提高的硫化气体，也会深入装置内部，影响装置收到腐蚀作用，影响电路正常运行。

6 变电站继电保护装置故障的处理对策分析

6.1 实施二次回路巡检制度

对继电保护装置进行定期检修与故障排查是保证电力系统受继电保护的前提基础之一。二次回路是由护板器、自动装置以及继电器组成的电路系统，主要用于对继电保护装置自身进行自主检查与维护工作，有效保证了继电保护装置处于正常保护状态下;同时，该二次回路的检查作用也可以为工作人员预先发出保护装置故障警告，二次回路可以说是继电保护装置的保护装置。因此，严格保证二次回路的运行，可有效避免由于继电保护装置的故障从而影响电力系统的正常运行。

6.2 积极地采取抗干扰措施

继电保护装置灵敏度极高，是其高效工作条件之一，但也是其收到外界影响较为严重原因之一，因此，减少继电保护装置工作环境中干扰因素是保证其保护作用正常发挥的重要前提之一。一些电子设备所发出的电磁波或静电干扰，可能会引发继电保护装置错误动作，误动、拒动都是继电保护装置可能发生的故障，这也会导致继电保护机制失效，进一步导致电力系统运行过程中的故障不能被及时检测到。

软件抗干扰措施主要体现在线路板雕刻时将布线有意识地划分出弱信号与强信号区域，从而避免强弱信号平行现象。另外，软件抗干扰也需要借助于二次回路的控制作用保证其抗干扰机制正常运行。

硬件抗干扰则是对外界干扰因素直接进行屏蔽作用，避免其收到外界干扰的影响。

6.3 完善继电保护管控体系

在电力企业内部需要完善变电站继电保护的管控体系，对变电站继电保护进行有效的科学管控，针对危险程度较高的工作，可以选用科学技术进行无人操作，减小危险的发生，促进电力系统安全有效的工作。在电力系统中安装全方位监控体系，对整个变电站继电保护工作进行远程监控，以便发现问题并尽快将问题解决，同时在系统软件中输入电力系统运行中经常遇到的情况，这样能提升工作效率与工作的准确性。

6.4 采用多种继电保护装置检修技术

6.4.1 数字式技术

数字式技术是一种常用的继电保护状态维修技术。相比于传统的继电保护装置检修技术，数字式是新时代的产物，更科学合理，并具有一定的自主性。因此，使用该设备对检修人员也具有更高的专业要求，需要具备一定的专业知识与操作水平，而不是仅凭自身的经验。

6.4.2 实时监测技术

继电保护装置自身的维护系统涉及到大量的复合技术，这样大量的技术使用与监控工作量对于人工维护来说过于复杂，且失误率较高，因此需要借助实时监控系统来对其进行全面综合的状态监控，保证各项程序与技术的稳定运行。

6.4.3 运行分析技术

继电保护装置的维护措施，主要内容就是对保护装置的各项元件运行状态进行检测与分析。结合实时监测技术，工作人员能够完成远程监控所有的运行设备，并在其发生任何状况时进行及时有效的遏制措施，保证整个系统的稳定运行，协助维护人员的工作有序进行。

7 结束语

变电站继电保护情况的好坏，直接影响社会正常运行和国家经济发展情况。这就需要维护工作人员在日常工作过程中，强化对于继电保护装置的维护以及管理工作，通过加强二次回路巡检、采取抗干扰措施及完善继电保护管控体系，从而在实现继电保护装置的安全运行的状态之下保障电力系统运行的质量。

参考文献

[1] 杨泳星.变电站继电保护常见故障与对策分析[J].通信电源技术，2020，37（6）：273-274.

[2] 山瑞娜，姚瑾.分析变电站检修继电保护设备常见问题分析及处理对策[J].电子测试，2018（15）：102-103.