王大元

（国华（江苏）风电有限公司，江苏 东台 224200）

0 引 言

在社会经济迅猛发展的今天，社会电力需求持续增加，逐步成为日常生活和生产中必不可少的能源。电厂作为向社会大众输送电能的重要场所，直接关系供电的稳定性与安全性。其中，继电保护是电厂确保电力系统运行可靠性与稳定性的重要举措，一旦出现故障问题就容易影响对电力系统的保护功能，进而影响供电可靠性[1]。因此，如何有效处理继电保护故障问题是电厂的一项重要工作。

1 电厂继电保护装置的工作机理及价值

继电保护在电力系统运行中扮演着非常重要的角色，一旦电力系统出现区域故障问题，那么该区域中设置的继电保护装置将会通过实时检测动作元件的状态及中间节点的状态来决定开关量的变化，自动化定位与隔离故障区域，避免电力故障的进一步扩大，最大程度降低故障问题的影响程度。其具体的工作机理如图1所示。

图1 继电保护装置动作机理示意图

基于继电保护装置的继电保护系统本身还兼有安全隐患警示功能。一旦某区域出现运行工况问题，那么继电保护系统就会快速进行预警，发出警告信息，通知电厂的运维管理班组人员及时对故障进行排查、诊断、定位以及处理，可以最大程度降低电厂因为继电保护故障可能带来的损失。然而，在电厂中设置的继电保护系统容易在实际的运行中出现运行干扰故障、接地故障以及CT饱和故障等一些故障问题。一旦没有采取有效的故障诊断及处理措施，那么就会使继电保护系统丧失各项功能，进而会危及电厂供电系统的可靠与安全运行。从这个角度来讲，加强继电保护故障诊断及处理具有重要的现实意义。

2 电厂继电保护的常见故障

2.1 内部故障

内部故障是电厂继电保护装置（系统）运行中比较常见的故障。这是因为电厂的继电保护装置本身是由众多类型电气元器件所构成的一个复合型和综合型的保护器件，其内部构成简图如图1所示。复杂的内部结构以及相互连接的电元器件增加了继电保护装置本身运维管理工作的难度，也增加了其出现运行故障的概率。在日常使用过程中，继电保护装置不可避免会受到人为意外损坏或者各种元器件老化等问题的影响进而使继电保护装置出现运行故障。一旦继电保护装置的元器件出现运行故障，那么整个继电保护系统就会失去其本身的保护功能，这种类型的故障实际上就是继电保护内部故障。

图2 电厂继电保护装置内部构成简图

2.2 外部故障

电厂继电保护外部故障类型相对较多，诱因也各不相同，具体主要包括如下几种类型。

2.2.1 TA饱和故障

在电厂的电力系统运行期间，如果系统出现短路故障，那么系统中会生成非循环电流，这会加速TA饱和，进而会影响次级侧的电流灵敏度，影响继电保护装置采样及动作的敏感性，甚至会造成拒动或延缓动作等问题。

2.2.2 干扰故障

鉴于电厂的继电保护装置本身的保护动作触发需要依赖于触发信号，但是如果实际运行中存在其他可能会对保护动作的触发信号产生干扰的无关信号，那么势必会对继电保护装置的保护动作执行造成干扰，使其无法及时发出警报和切断故障区域线路。此外，错误干扰信号可能会使继电保护装置出现误动，从而影响电力系统的正常运行[2]。

2.2.3 接地故障

接地故障常常会表现在两个方面。一方面，发电机转子出现接地故障。发电机组转子在正常运行中发出接地故障警告信号时，在停机检查阶段发现电路绝缘性很强，同时在电阻箱进行接地保护后需检查转子接地保护器是否可以保持工作状况，是否可以正常运行。另一方面，单相接地故障。该故障主要表现为电气量发生显著改变，可以借助磁场与零序电场来确定故障所在位置。

3 电厂继电保护故障的常用诊断方法

3.1 分析法

分析法主要用于继电保护系统在运行中发生重合闸故障问题时。在应用分析法诊断继电保护故障期间，故障诊断人员需要仔细分析各个继电保护系统部分的相应输入量，将它们与标准值进行对照分析。通过有效比对这些实际输入量和正常标准输入量，可以精准快速地确定其中存在异常的输入量。在此基础上，可以判断继电保护系统异常输入量出现的成因，最后针对性地制定切实有效的故障处理措施来解决相应的故障。

3.2 电位变化法

因为在继电保护系统中的二次回路上，电流、电压以及点位等相关参数一直处于动态的变化状态，所以故障诊断人员在诊断与分析继电保护故障问题期间，必须要采取实时监测的手段与路径来确定故障点及其所在位置。这种故障诊断方法是电位变化法处理故障的基本思路。在实际的继电保护故障诊断分析实践中，基于电位变化法的应用可以通过逐步诊断与排查的方式来缩小故障范围，直至最终确定故障所在位置。

3.3 经验判断法

该种故障诊断方法应用于诊断电厂继电保护系统中的故障时，需要依靠诊断人员自身的诊断经验与能力。因此，诊断人员需要拥有较高的故障诊断专业能力，可以全面且准确地了解和掌握继电保护系统的具体工作机理，同时还要保证他们积累了丰富的继电保护故障诊断经验与教训。在将经验判断法应用于实际继电保护故障诊断中时，有关故障诊断方法需要全面考虑各个相关继电设备的具体运行工况，并在此基础上逐步判断故障的类型、故障的具体位置以及故障的成因。但由于经验判断法在诊断继电保护故障时融入了故障诊断人员的主观意识，使得实际的故障诊断结果可能会出现不准确的情况。因此，必须要注意切实提升故障诊断人员的综合故障诊断能力，以降低主观判断失误问题的发生概率。

4 电厂继电保护故障的有效处理对策

4.1 内部故障处理对策

电厂继电保护系统内部元器件出现故障问题，会对其功能正常发挥带来不利影响。为有效处理这类故障，要应用定期检查和校验的方式，具体策略及要点如下。

4.1.1 定期巡检和检查继电保护装置

具体包括电气元件完整性检查、电气开关与指示灯状态显示正常性检查以及电气设备位置准确性排查等。期间如果发现各类继电保护装置存在冒烟、发热或者其他异常情况时，需要及时处理这些继电保护设备及元件的故障，必要时可以进行更换。

4.1.2 定期校验继电保护装置性能

保证其运行灵敏性满足使用要求，并要持续保持良好运行稳定性与安全性。一旦继电保护设备本身运行时间超过了1年，那么需要系统性排查和校验保护线路与设备，如开展两相试验，检测保护装置性能等是否满足规定要求，进行仔细的校核，必要时需维修或更换继电保护设备及配套元器件。

4.2 外部故障处理对策

为了有效处理干扰、CT饱和以及接地等外部故障，一般需要立足电力系统运行的可靠性与安全性，采取恰当手段来有效处理这些外部故障，具体的要点如下。

4.2.1 实时监测二次设备运行状态

针对CT饱和故障，可以通过对电流互感器设定变化数值，减小其负荷量或回路受阻面积，也可以应用具有监控与保护作用的新型设备来预防CT饱和故障。此外，还要结合实际情况来合理调整电流互感器的分布格局。

4.2.2 有效处理电磁干扰故障

解决电磁干扰故障最为有效的解决措施是减低电气设备实际接地电阻，或将电容接入高频电缆中有效抑制电磁干扰[3]。此外，因为人为不规范操作也可能会造成继电保护装置出现误动或拒动情况，所以在处理电磁干扰故障期间尽量由具有丰富工作经验的人员负责，避免出现人为错误操作的问题。

4.2.3 仔细检查转子磁极外接情况

仔细检查转子磁极外接情况，及时解决存在的连接松动问题，快速确定直流接地故障所在位置后加以切断，并逐步排查和解决故障问题，力求最大程度提升外部故障处理效率，切断整个电路时间要控制在3 s内。但如果检测工作位于潮湿环境，那么在故障排查期间要断开室内控制电路供电源开关，有利于更容易地排查接地回路。

5 结 论

继电保护故障是影响电厂供电可靠性与安全性的一个重要故障问题，相应的故障类型众多，诱因也比较多。在实际的故障诊断中，可以灵活应用分析法、经验判断法以及电位变化法等。采取有效处理策略解决内外故障，可以保证全面提升继电保护故障的解决效果。