考虑失效检测的继电保护检修策略研究

曹宇

摘 要：经济社会的迅速发展推动了电力规模的不断扩大，同时电网运行压力也相应增大。继电保护作为电力系统的重要防线，应在保障系统稳定运行方面发挥关键作用。但实际运行中，由于缺少相应配套设施，很多保护装置均处于失效状态，因此易产生不正确动作。在停电申请困难的现状下，如何提高继电保护的检修成效，成为研究的重要。本文对继电保护失效原因进行了总结归纳，并提出了综合检修与失效检修相结合的检修策略。

关键词：继电保护;失效检测;检修策略

1 概述电力系统继电保护

1 继电保护概述

1.1 继电保护概念

电力系统运行中可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种型式的短路。继电保护装置，就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。动作于跳闸的继电保护在技术上一般应满足四个基本要求：选择性、灵敏性、速动性与可靠性。

选择性是指对于电力系统故障，应该由距离故障点最近的保护装置动作切除，将停电范围尽量缩小。灵敏性要求的是对于保护范围内的任何故障或不正常运行状态的反应能力。速动性是指快速切除故障可以提高电力系统并联运行的稳定性，降低故障元件的损坏程度。可靠性是指保护装置在规定的保护范围内发生其应该动作的故障时，其不应该拒绝动作，而在任何其它该保护装置不应该动作的情况下，则不应该误动作。

1.2 继电保护作用

在电力系统中，故障一旦发生，必须迅速而有选择性地切除故障元件，这是保证电力系统安全运行地重要举措。为了维持系统稳定运行，切除故障的时间通常短至几十毫秒，实践证明只有在每个运行设备上安装继电保护装置才能满足这个时间要求。继电保护的基本任务就是：第一，自动、迅速、有选择性地切除故障元件，既使得故障元件免遭更严重的破坏，又保证其他无故障设备继续正常运行;第二，反应电气元件的非正常运行状态，并基于运维条件而动作于发出信号、切除负荷以及跳闸。

2 继电保护失效原因分析

由于安装调试质量不良、运维检修不到位以及运行环境恶劣等原因，继电保护装置可能发生不正确动作，从而引起继电保护功能失效。另外，一些偶发性因素也可能影响继电保护装置的正常运行，需要引起重视。通过加强竣工验收、强化运维检修以及严格入网管理等，可以合理有效地控制偶发性因素，降低继电保护失效率。

针对先天失效的情况，继电保护管理部门需要加强出厂验收，甚至邀请专业检测机构参与动模试验，另外在现场调试环节，也要督促基建部门积极开展竣工验收，严把质量关。在设备投入使用后，运维检修单位要加强巡视检查、定期校验等，努力发现设备隐患，消除失效因素，提高设备运行的稳定性。

2.1 人工巡检

微机型继电保护装置人机界面友好，巡检人员可以通过装置屏幕检查其运行状态，例如母差保护的差流等。通过对比分析，可以现场发现一部分失效因素，比如差流值超过正常允许值，即表明采样系统可能出现问题，又比如红外测温较高，即暗示二次回路可能出现松动迹象。另外，定期开展保护通道测试，也可能发现通道异常现象。

2.2 保护自检

微机型继电保护装置具有一定的自检功能，可以对自身功能进行实时监测。根据相关统计，保护装置自检检查出来的失效原因大多是电子元件的损坏等情况。比如RAM出错或者采样系统异常等情况。另外，保护装置根据模拟量的数值大小，可以判断CT断线或者PT断线等异常情况，并对该类异常情况进行装置保护功能闭锁，保证装置不错误动作。

2.3 停电检修

继电保护的很多失效情况是在一次设备停电检修期间发现的。比如，出口继电器粘连、控制回路断线等异常情况，均是在进行保护出口传动的时候才会发现的。根据相关数据统计，停电检修期间发现的失效原因大多是二次回路绝缘老化、继电器特性不良等问题。

3 考虑失效原因的继电保护检修策略

3.1 预防性检修

预防性检修是一种传统的检修方法。继电保护管理部门为了提前能检查出运行设备的问题，会按照运行周期的相关规定对相关继电保护展开定期检修。通过定期检修，继电保护人员对其进行全方位检查，包括定值核对、版本核对、功能校验、传动试验等，能够提早发现一部分安全隐患，提前排除一些失效因素，保证继电保护设备安全稳定运行。

3.2 事故性检修

事故性检修包括两种模式，即自检报警检修和故障维修。所谓自检报警检修是指在保护装置运行过程中，在线监测系统检测到设备中存在的问题，并通过自检报警系统发出相关告警信息。运维人员根据告警信息，对保护装置进行检查，排除相关问题。故障维修是指保护装置出现严重故障问题而无法正常运行时，检修人员对其展开检修，查找问题，恢复保护装置正常运行。

3.3 加强装置质量管理

供电公司的物资部门和专业部门在采购继电保护装置期间，应该认真仔细地研究各种产片的功能、质量以及厂家资质等，保证出场调试、安装调试以及竣工验收等重要环节，都对保护装置采取严格的质量管理，不放过每一个环节，坚决彻底地查找装置的任何异常现象，力求将隐患排除在投运之前。

3.4 冗余化设计

冗余设计是提高继电保护装置运行有效性的重要手段。冗余化设计主要体现在以下几个方面：

第一，当电力系统发生故障时，冗余设计可以避免保护装置拒动的情况发生;

第二，冗余设计能够在保护装置中安装互校信息，提升设备的纠错能力;

第三，当继电保护装置失效，但是对于继电保护的失效检测没有发挥应有的作用时，冗余设计可以避免失效产生的不利影响。

4 结束语

在电力系统安全稳定运行期间，继电保护装置发挥了关键性的作用。由于各种先天性原因或者后天的因素，继电保护设备可能发生失效，从而导致继电保护无法正常发挥其作用。所以对于继电保护设备的失效检测技术的研究非常有必要。通过将失效检测与综合检修相结合，可以有效提升电力系统运行的坚强性与可靠性。

参考文献：

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[2]郑少恒.继电保护失效检测及检修策略研究[J].科技资讯，2017，15（34）：39+44.

[3]陈水耀.继电保护失效检测及检修策略研究[D].华北电力大学（北京），2016.