电力系统继电保护动作中故障及解决对策

尚泽禹

（国网浙江省电力有限公司杭州供电公司，浙江 杭州 310000）

社会发展离不开电力系统，安全稳定的运行确保了电网使用，不过现阶段继电保护动作故障的发生严重阻碍了生产生活。所以，面对继电保护动作故障，积极寻求行之有效的解决方法不仅对电力系统十分关键，对日常生活水平的提高也有一定的价值。

1 电力系统继电保护动作故障类型

电力系统良好运转有赖于继电保护动作，两者相互关联一旦发生故障就会导致另一方随之出现问题，长时间的继电保护动作很容易因超负荷而停工，或者获得数据的有效性降低。通过归纳总结继电保护动作中常见的问题，发现故障类型可分成四类。

设备故障。继电保护动作细致化程度越高，保护电力系统的功能越大。最有效果的设备故障检测，前提条件就是继电保护设备专业且运行完善，但设备故障也是实际工作中常见的故障种类。

开关设备故障。电力系统工作强度决定了继电保护系统的负载量，初期使用时两者适配性高，使用时间延长强度增大后继电保护装置的开关设备就会出现无法荷载的问题。

电流互感饱和故障。继电保护动作的运转终端承担的负荷会增大，如短路时电流不断增强，继电保护电流互感饱和故障就会发生。

触点故障。继电器触点是故障极易发生的部位，但继电器是整体继电保护装置运行的核心，起到及时检测故障和筛选的作用，若触点损坏继电器无法工作保护功能则会丧失。

2 导致故障发生的原因

深入分析继电保护动作故障的原因，能指导后续的故障解决工作，提高处理的效率和效果。根据故障类型可发现，故障产生的原因各不相同。

首先，设备故障原因。继电保护设备基础性工作程序通常不会故障，现行使用的相关设备基本按照同一个原理工作，其中最大的因素就是质量问题。设备质量问题多表现在规格、组成部件等方面，都会致使设备在使用过程中发生问题。除质量外，继电保护设备的荷载能力不同，选择和安装环节未充分结合实际电力系统电流和电压，一旦强度和负荷增加就立刻令设备停工。

其次，开关设备原因。开关设备故障最根本性的原因是继电保护动作与电力系统适配度不高，除选用设备不符合要求外，长期使用未及时随着增加的电压和电流更新的继电保护设备同样会降低匹配度。

再次，电流互感饱和故障原因。电力系统的使用常会伴随不同形式的问题，作为保护和检测的继电保护动作受其影响发生故障更普遍。电流互感饱和故障同短路密切相关，尤其是电力系统终端短路，电流会瞬时高于电流互感器，电流越高电流互感器误差越大，进而继电保护动作发现和处理故障的灵敏度降低，电力系统无法运行的风险增加。

最后，触点故障原因。继电器的触点本身较为脆弱，制造材料、承载电压、继电装置、工作环境等都会让触点发生故障。

3 解决继电保护动作故障的措施

3.1 替换故障设备，优化技术革新

针对继电保护动作故障类型和原因，想要有效科学地解决问题必须采用效果好且全面的措施，首要的一点就是设备故障的解决。相关的继电保护设备是实现保护动作的物质基础，只有从基础环节确保没有问题才能一定程度减少问题的发生概率。最为有效的方法是替换故障设备，工作环节常会使用这一措施。

继电保护动作依托的设备即使只是小零件有问题，设备也无法运转。相关工作人员发现设备作业灵敏性和可操作性不高，甚至无法启动，应立刻排查设备部件，及时发现问题，如某个零件无法使用就更换可使用的新零件，据此判断设备故障应如何处理。若更换新部件后设备仍不正常，就要凭借技术人员的专业能力和经验将可能导致故障的部件逐一更换，最终确定问题部件。要注意的是，继电保护动作设备不能一味地出现故障就检修，超过检修周期后无法达到修复设备的作用，比不上更换新设备的有效性和经济性。最佳的替换故障设备策略有两种，一种是以单位时间内使用周期最小函数确定的最佳更换周期内替换故障设备，另一种是参照继电保护动作装置的使用数据结合电力系统情况判定。

为防止在继电保护设备环节有问题，其一是解决设备硬件缺失，其二是相关工作人员严格遵照相关标准和规程。电力系统不同于其他体系，对人员工作技术水平和工作流程都有严格规范，继电保护动作也同样如此。有关人员应多了解继电保护动作不同时段的状态，监测工作依据图纸进行，设备工作情况做好记录，一旦设备不正常作业可在记录中找到有效信息。除此之外，相关工作人员职责需要进一步地进行梳理，避免职责上存在缺失并加强人员之间的协调。

因电力系统受计算机技术等先进技术的影响，智能化程度提高，继电保护动作在沿用传统的保护设备和技术，无法应对新增的问题。对此，优化技术革新，改变继电保护设备的技术模式，让其更加可靠和灵活。

3.2 及时解决开关障碍，做好参照处理

通过开关障碍产生的原因可发现，解决此障碍的关键在于确保电力系统和继电保护装置相匹配。继电保护初期就需综合考虑电力系统的工作强度，选择合适的装置，保证刚使用的继电装置满足需求后不能放宽工作要求，尤其是使用时间增加后对装置的负荷情况重新检测，发现继电保护承载的电压电流增加必须采取相应的措施更新装置，让继电保护开关始终能满足电力系统的荷载要求。继电保护动作开关障碍常见的表现有接触不良、漏电、接线短路等，详细的障碍排除和解决方法也有细微的差别。

如将障碍排除和维修阶段集中在继电器开关设备上，先要打开开关，检查接线螺钉的牢固程度，清理周围的杂物，给卡顿的部位涂上润滑油，操作开关未见电路不通即为正常。然后，断电压紧压线部位，若发现开关损坏则修理或更换。再有电流电压过载致使开关短路，第一时间处理短路部分以便恢复供电，因长时间过载的故障最好降低负载或替换承载力大的继电保护装置。最后，若型号、规格以及安装位置不当，技术人员重新装配，对于触点接触不好或没有弹性的，也需更换。再如，110 kV 的变电站发生继电保护动作故障，变电站的终端失效，通过故障排查后发现开关闸的连接点位置返回。解决此问题的步骤为记录故障发生时间，及时维修接入点。

参照处理简单来说指的是把有故障设备和正常设备放置在同一个环境中对比分析，经由对照找出故障点所在。这种故障解决方法适用于接线故障的排查工作，使用难度较小范围较广。比如，定检环节检测到数据同预期相差过大，又无法确定故障部位，影响二次系统的使用，检查人员可借助参照处理方法，比对正常的同类设备筛检二次接线，有接线错误的位置则按照正确接线重新连接线路，操作时标记线路对比相同顺序的线路，短时间内找出问题并处理，以免扩大故障危害范围。

3.3 处理电流互感饱和，强化日常管理工作

电流互感饱和严重影响了供电保护动作，引起这一故障的因素主要是电力系统短路问题。因此，相关技术人员处理该故障的方法有以下五点。

第一，限制短路电流。电流互感饱和的程度与短路电流数值直接相关，电流变化幅度即使微小仍会使故障发生。工作人员密切关注短路电流的变化，及时处理短路问题，并把提前准备好的备用电源引进实际工作场所避免断电。

第二，合适的电流互感器。虽然短路是造成电流互感饱和的核心原因，但电流互感器设备规格不合适也会引发故障。选择电流互感器时，必须结合当地电力系统实际以及设备特性根源上控制此障碍。例如，电流互感器的暂时饱和状态事前要考量到，这种暂态饱和会在故障后出现。

第三，减少二次负担。引入新技术的电力系统对继电保护动作产生新影响，电流互感饱和障碍的解决也有新形式。继电保护动作的每一项都要更加细致，并采用多样化的技术方法减少二次负担。如装配CT负载，其相应的继电保护设备就地安装即可，电缆长度得到了缩减，简化了二次回路，进而降低二次负担。

第四，选用交流功率小的装置。继电保护动作实现的核心设备就是继电器，市面上常见的微机型和电磁型交流功率差异明显。而电流互感饱和故障就是负载电压电流过高，减少交流功率能让负载锐减，所以选择符合真实需要的交流功率小的装置最佳。

第五，抗饱和高的装置。继电保护动作对电力系统稳定和安全的作用毋庸置疑，避免电流互感饱和故障，可确保继电保护发挥价值，使用抗饱和高的装置能抵抗不正常高压高电流。由于短路不是一个固定的点，而是一个周期，技术人员把握好短路初期故障情况，判断使用哪种技术和方法。

日常的管理工作也要得到重视，相关技术人员掌握全面的继电保护动作运行原理和状态，强化管理工作细节，认真记录平时的维检工作各项数据评判是否异常。

3.4 有效解决触点故障，提高抗干扰能力

继电器触点故障包括接触对黏连、触桥形变、接触松动、损坏过快等，处理此故障要从这些入手。一是，处理黏连。接触对黏连是焊接造成的，正式使用前检查整个继电器。如使用时发现变动数值极小，首先检查接触点情况。二是，加固触点。继电器触点松动线路接触不良，使用小锉将触点变的平滑，需注意不能使用砂纸，表面的脏污用酒精棉片擦除，之后才能加固触点。加固后，检测继电器参数是否正确，都没有问题才能接电运行。三是，检测控制回路分析有无感性负载，其中灭弧方法能解决电感负载，熄灭弧电路可减少触点损坏几率。

触点在不同的负荷条件下，各种要求不尽相同，如能适用到220 V，10 A 的负载触点，不见得能切换到10 mA 的负载。普遍意义上，触点负荷处于10 mA 以下，可靠性大幅下降甚至失效。故而，使用大于100 mA、标定负荷值小于80%的继电器触点最好。

继电保护动作容易受外界因素的影响，像触点等元件受外力因素容易受损，提高其抗干扰能力尤为迫切。继电保护装置要避免安装在震动频繁和有较大冲击力的位置，还要配备防护设备，尽可能使用质量最佳的元件且随时调整元件的参数满足运行要求。比如，10 kV 的线路因故障无法输送电力，并且可能是永久性的。解决问题的方法为利用拒动处理的电路断路器，因该线路原有的电流速断保护，断路器能发挥最大的作用，电路被断开后就不会接触故障。主要线路失压后继电保护动作为低压保护，及时跳开主线路的电容器。同时，分段处理电路要自投故障，集中处理分段失败问题经由技术人员维修后能回到正常。

除此之外，继电保护动作故障的排查和修理都要依靠相关的技术人员，其技术能力的高低对能否高效解决故障使继电保护动作恢复正常很重要。为确保技术人员具备处理故障的专业能力，相关电力单位要重视技术人员的培养工作。如可以借助先进的大数据平台，发挥其处理和运算数据的主要作用，积极培养具有专业的继电保护动作运行以及故障检修等方面知识的人才，并且督促原来的从业人员素质达到电力系统的运维要求。而且，技术人员能力提升要制定长远的计划，为技术人员提供相关的培训，特别是有关继电保护动作故障处理方面，让他们了解到继电保护动作对电力系统的重要性。技术人员相关能力提升不仅要有针对性地进行培训，还要常与具有经验工作人员沟通，学习有效的故障排检和解决经验，以便在实际工作中更快速地找到问题所在并精准处理。

4 结语

总而言之，继电保护动作故障造成电力系统的不稳定，对生产生活十分不利。通过分析发现，继电保护动作故障有设备、开关、触点故障等类型，针对这些故障类型采用的解决方法也不同，如选择合适的继电保护设备、加固继电器触点等，实效性较高，保障了电力系统处于继电保护中。