刘勇

【摘 要】在国家基础能源建设中，电力对于国民经济的发展起到了至关重要的作用。随着人民生活水平的逐年提高，对于电力系统的运行也提出了高要求。电力系统不断地扩容，是电网的结构设计日益繁琐，随之而来的是系统不断出现故障，严重地妨碍了电力系统的正常运营。继电保护装置对于电力系统具有保护功能，主要体现在电力系统运行方式发生改变的时候，其会实时地将保护的性能以及定值有所改变，以维持机电保护系统的处在良性的运行状态。本论文以案例解析的方式，对于继电保护的故障进行分析。

【关键词】继电保护；故障分析；故障智能信息系统

电力系统的运行状况直接关乎到民生。在一些不可抗拒的各种干扰因素的影响下，系统在运行的过程中，就容易在干扰的作用下而发生故障。为了避免出现重大的事故而影响到电力系统的正常运行，就需要对电力系统的继电保护装置进行维护，以降低设备损坏率。电力系统运行只有建立在安全性和高质量性的基础之上，才可以实现其良好的经济性。然而在实际运营中，对于继电保护故障问题，具有针对性地处理。本论文从实例的角度对于继电保护故障进行分析并提出有效策略。

一、电缆断面裸露所引起的继电保护故障

（一）继电保护故障案例

在重庆发生了一次继电保护故障。某供电分公司架设的是220千伏电网，一名变电所的值班员在对变压器保护屏后面的地面进行清理的时候，由于拖布碰到了电缆的断面，随之出现了报警。经过检查之后，才发现是直流接地信号继电器掉牌了。一次设备并没有出现异常现象，当故障信息被传送到调度中心之后，按照调度中心的指令将220千伏的该线路断路器拉开，将旁路断路器合上之后，线路开始正常共组。

（二）分析故障发生的原因

分析事故发生的原因，按照扩建工程的设计要求，主变压器要实现接地保护功能，那么就应该是旁断路器出现跳动。从旁路综合重合闸屏到主变电器屏以及接线带，回路“R33”两芯也已经接线通电，两者之间需要采用零序保护，直接接入到2段时间继电器的互动触电位置。但是在施工中，1号的主变压器在当时处于运行状态，所以没有及时地安装，其电缆线就在屏幕的后面盘放，而且电缆线的断面裸露在外面。根据继电保护的有关规定，这种做法已经严重地违反了安全规定，需要将漏电的线头拆卸下来包扎好，并做好故障记录，以确保继电保护运行正常。另外，对于已经出现断面的电缆，要及时包扎。由于工作人员责任心不够强，并且验收人员工作不到位是导致事故发生的重要原因。

（三）电缆问题导致继电保护故障的防范措施

运行人员要对于验收工作严格把关。特别是设备运行的二次电缆，要将施工方案制定出来，并明确安全措施。当继电保护工程完工之后，继电人员要对于工程进行详细检查，以避免有没有完工的工程被漏掉。

二、分相开关无法储存能量的故障

（一）分相开关无法储存能量的故障案例

2010年，某220千伏变电所对于某线路进行检修工作。最新投入运行的设备经过了两次的分合闸之后，就发现分相开关无法储存能量，但是电机还可以正常运行。经过检查会发现，三相开关中，A相开关和B相开关都可以实现储能，而且能够正常地进行分闸、合闸的动作，只有C相开关，处于分闸状态之后，即使用手动也无法实现合闸。从信号的显示上来看，既没有储能的动作，也没有储能的信号被发出。但是现场查验，三相储能电源都处于正常的工作状态。线电压也相对正常。

（二）分析故障发生的原因

开关端子箱的储能电源是可以正常工作的，但是三相储能电源中的C相却无法实现储能。分析其中的原因，很有可能是由于二次故障所造成的。因为检修是挑选在运行的间隙来完成的，所以，可以判断接卸运转是正常的，而且接线没有问题。开关端子箱内没有异味产生，而且其中的所有设备，包括继电器以及接触器等等运行都较正常。对于A相、B相、C相三相布线上来看，A相和B相两相的线圈电阻都正常，C相则是无穷大的。从储能状况来看，C相储存能量的状况是正常的，而对于电机马达线圈电阻进行直接测量，就会发现垫圈的电阻呈现出无穷大。这就意味着，C相电机马达线圈已经被烧毁了。如果转动电机转子，就会发现转子转动起来，并不会受到任何的阻力。从电机的工作原理上来看，当电机处于正常的运转状态，就会依赖于电机的转子协同电刷碳片工作。当判断出电机马达线圈被销毁之后，就会发现电刷的碳片内部已经出现了锈迹。这是由于电刷碳片被外壳卡住了，而导致弹簧由于弹力过小而无法将电机转子抵住，从而导致其接触不到转子。将电刷碳片表层的锈迹清除干净，然后再次安装进去。接线恢复送点之后，就实现了C相的正常储能。

（三）分相开关无法储存能量的防范措施

分相开关无法储存能量，从事故发生来看，似乎是运行常态下所发生的事故，而事实上是属于制造上的缺陷。鉴于类似的事故并不可避免，因此对于继电保护设备进行定期地检修，能够及时地发现事故隐患，以利于排查。这次没有造成大的事故，是由于一些故障在检修中得到了验证，从而使一些常见的问题得到了解决。

三、交流电源总开关无故跳闸的故障

（一）交流电源总开关无故跳闸的故障案例

某110千伏变电所在施工中接入了临时性的交流电源，然而却发现总开关有无故跳闸的现象发生。从工程施工的接线上来看，为了少走弯路，在施工的前期阶段对于布线针对涉及图纸进行了严格的核对，然而进入到调试阶段之后，就发现总电源开关会出现误跳闸的现象出现。

（二）分析故障发生的原因

从技术的角度分析，如果出现交流电源总开关跳闸的现象出现，很有可能是总负荷已经超出了容量的局限范围。对于故障信息的判断，可以将信息依据系那个总调度部门上报，经过允许之后，有关工作人员可以到现场进行排查。首先进行检查的就是总开关。从开关的容量上来看，其可以完全满足工程施工的需求，经过实际试验，其在空载状态下，并不会出现跳闸现象。可见，出现误动作的原因并不在总进线上。其次，是对于交流接地线路进行检查，看看是否有短路的现象发生。考虑到这项工程还没有进入到正常运行阶段，监控系统还没有建成。发现有直流接地的警告，就将开关分闸，然后将交流空开逐一送上，并没有出现交流短路接地的故障发生。将所有的空开全部都进行合闸试验，并没有出现跳闸的现象发生。再将直流空开逐一合上，在出线2操作上，35千伏侧开关柜在进行合闸之后，电源处有火星出现，此时就有跳闸现象出现了，首先是35侧的交流电源出现空开，然后是总交流电源跳闸。此时，所有的交流总电源和直流总电源先后分闸。使用1千伏的要表对于备用出现进行接地测量，结果是，回路对地电阻已经趋于零。究其根源，就发现了造成故障根源，即在开关柜的柜顶上的间隔布线，将直流电源与交流电源在接线上出现了混淆。对于线路进行了重新调整，经过了接线之后，再一次使用1千伏要表进行测量，所有的接地绝缘正常。此时将直流、交流空开，就不会出现总电源跳闸的现象出现了。

（三）交流电源总开关无故跳闸的防范措施

在工程施工中，由于继电保护的信息分析系统还没有建立起来，特别是监控系统还没有被安装上，那么对于通常情况下容易发生的故障就要尽量避免。一旦发现了故障隐患，就要注意排查。

四、备自投保护放电的故障

（一）备自投保护放电的故障案例

某单位投运了一些内桥接线，采用的接线方式为双进线单母分段内桥。在在现场验收的过程中，会发现备自投出现了放电故障。主要体现在110千伏并没有因为有低压电流或者是过压电流的保护动作而实现备自投放电。

（二）分析故障发生的原因

能够引起高低压侧开关跳闸的原因是由于各项保护功能所决定的，包括重瓦斯保护、高压侧负压过流保护等等，能够引起主变电源出现跳闸，是因为主变内部出现了故障，并时有发生。经过与图纸校对，发现并没有过流保护闭锁的设计方案，因此110千伏备自投无法实现闭锁。对于故障及时地向调度中心反映，并与设计院沟通，针对现场实际情况更改图纸设计。经过设计调整之后，进行重新接线，低压侧的复压电流受到闭锁保护之后，就会实现110千伏备自投现象。但是，经过重新验证，主要是检查高压测电源的进线开关是否依然会出现偷跳现象，此时，110千伏备自投没有再出现放电的现象。

（三）备自投保护放电的防范措施

工程的施工要依赖于设计，但是，当工程进入到实际操作阶段的时候，图纸上的设计方案就成为了一个重要的参考，而对于设计方案的实施就需要以图纸的设计原理为主，根据现场实际情况来调整设计。施工单位如果对于设计图纸有疑问，就要直接与设计单位相沟通，提高施工队的人员组织和专业技术水平，对于关涉到工程的各种问题都要精细化，以提高设备的使用率。在开关的设置上，主变高压是不设计开关的，当有高压侧电源的跳闸动作被引起的时候，为了避免出现故障，就需要采用闭锁高压备自投。变压器会因为低压侧出现故障而导致高压侧和低压侧全部跳闸。

五、继电保护故障信息智能分析方案及应用

电网工程建设中，建立继电保护信息智能分析方案，其目的是要实现继电保护信息与数据采集与监视控制系统（SCADA）之间进行快速地相互传递。采用分层分区的原则，一般在安全一区会设置继电保护故障信息系统，主站系统的网架为500千伏，对于继电保护的故障能够进行智能分析。各地的电网为220千伏以下，其继电保护信息经过了智能分析之后，就会上传到主站信息系统当中。当地区的电网有故障发生，各地区电网的调度控制信息系统平台就会对这些故障进行诊断、分析，并采取必要的措施进行远程的不断电维修。与故障地点邻近的变电站会将录波信息、保护信息以及远动信息经过数据网络向邻近的调度平台传送。

（一）继电保护故障信息系统的智能软件结构

继电保护故障信息系统的服务包括为上层提供底层信息的总线、用于数据交换的服务总线、实时库和历史库以及图形显示器等等。信息交互是在数据平台上现实，当有故障出现的时候，故障信息经过智能分析之后，就会有刀闸动作信息、电网检测信息以及电网的拓扑机构等等显示出来。当支撑平台的各项功能标准被提供出来之后，就会通过各种标准接口实现连接，以达到数据传输的作用。此时，电网模型建立起来，各种图形信息以及数据信息都会通过这种无缝连接来实现。电网智能故障诊断的应用性功能被构筑在平台层上，事故处理辅助决策系统在应用性上得以实现。

（二）继电保护故障信息系统的智能硬件结构

为了避免信息系统子站的改造，现有的安全二区的继电保护信息系统仍然有所保留，故障信息被安置在一区。随着信息子系统的逐步建立，一些新的继电保护服务器就会被陆续地接入到安全一区。原有的继电保护故障信息系统通过防火墙与新的故障信息智能分析系统之间建立连接。

当继电保护故障信息系统被建立起来之后，就会实现了除了继电保护的数据存储功能以及历史查询等等功能，保留子站接入功能以及系统图形化监视的功能可以实现了信息监控的可视性效果，此外，还实现了故障诊断、分析、决策以及定值管理等等，通过一二次设备的建模实现了设备的智能展示。在现网发生故障时，系统可以对于故障进行全面地诊断，并将事故的简报和处理意见提供出来，对电网故障的可靠运行发挥了积极的作用。

六、总结

综上所述，在电力系统中，继电保护装置作为保障电力设备安全有效运营的重要组成部分，其所承担的责任是非常重大的。因此，继电保护工作人员在进行具体操作的上后，要严格按照有关规章制度来执行，以确保继电保护稳定运行。

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