王皓君

（国网盐城供电公司，江苏 盐城 224000）

电力继电保护装置是指在电网出现突发故障时，对电网中出现的线路故障进行预警，并能及时向维护部门报告故障所在的位置。这样才能确保电网的稳定运行。由于继电保护的运行与检修工作比较复杂，所以采用新的维护与保护技术，对我国的电网安全运行具有重要的意义。同时，对继电保护的调试技术和故障修复技术进行深入研究，对于保障电网的安全和稳定运行具有重要意义。

1 电力继电保护的原理

1.1 继电器

在电网中，设备、线路发生故障和短路等异常情形，对电网的安全运行造成了很大影响，如果安装了继电保护装置，电力系统可以及时地向电网的管理者发出警报，或对电源开关下达脱扣指令以进行及时控制。电力继电器是确保电力系统工作的基础，其工作原理是通过对电气设备的工作状况作出判断，从而作出相应的响应。电力系统的安全防护作用是通过及时、有效的措施来实现的。比如，当电力系统出现故障时，继电保护设备能够通过检测到电气的物理变化并执行相应的命令，从而达到对整个电气系统的保护作用。

1.1.1 防护设备的功能

电力继电器的功能包括3个方面：一是监控功能。在使用继电器保护的电力设备出现故障时，该继电器可以对故障设备进行绝缘，同时对离其最近的一个开关进行跳闸指令。保证故障设备与电源的正常断开，使故障造成的损失降到最低，从而降低供电的安全性影响。二是反应作用。在设备运行异常时，继电器会根据异常运行状态，发出各种信号，提醒管理者及时采取紧急处理。保证供电系统尽快恢复到工作状态。比如对继电器进行调节，可以有效地切断可能造成意外的电器；三是，实现功能。在电力工业中，继电保护设备可以实现自动化、远程运行等多种功能。

1.1.2 保护设备的一般要求

在实际使用中，继电器通常有4个基本需求：一是选择。对继电器的选择有很高的要求，要对有故障的设备进行保护和断路。只有在电源系统故障或线路自身断路器被拒绝的情况下，才可以由邻近的装置进行故障切除。所以，选择性的需求主要是指继电保护设备的协调原理，以确保在电网出现故障时，有选择地进行故障处理，而不是有故障的部分仍然可以选择电源。二是实现继电器对速度的需求。其主要作用是实现对保护装置进行快速切断短路的功能，增强电网的安全性，减少对设备和线路的损害。三是对灵敏度的要求。在电力线路使用中，当发生金属短路时，保护装置必须具备很高的灵敏度，以找出故障所在。四是可靠性要求。可靠性是指在一定的保护范围之内，继电器的指令是否可靠。比如，在电力系统的正常工作条件下，继电器不会产生相应的反应，从而确保了指令的精确和可靠。由于电力设备不能在无继电保护条件下正常工作，所以安全可靠是其最基本的要求。

1.1.3 保障设备的类型

电流大小、方向及有无电流主要在继电器中起到保护电流的作用，继电保护主要是根据系统电压发生变化而进行工作。继电器出现故障之后，主要是通过瓦斯保护的方式来对瓦斯造成的继电器问题进行保护。保护装置主要指的是因为电力设备而造成的短路故障，从而形成差动动作，这种保护方式被称为差动保护。高频保护主要指的是针对电力系统以及高压电缆而进行的重要保护。一旦电网出现非对称短路的问题，以及接地装置出现故障之后，电网系统就会进行零序保护。所以，继电器的类型多种多样，作为相关的电力维护技术人员，必须掌握各种类型的继电器维护技术。

1.2 继电器的故障维修复杂度

继电保护具有不同的类型，对继电器故障进行维修非常复杂，所以要想查找到真正的故障问题，相关的技术人员需要进行相应的数据分析，这也就导致继电器的故障维护非常困难。通过对继电器维护工程进行信息化建设，能够更好地利用大数据技术进行相关监测，这也就大大提高了对相关技术人员的要求，技术人员必须具备相应的数据处理能力及运算能力。当前，随着科技的高速发展，继电器保护维修所需要的技术也在不断增加，针对各种不同类型的故障需要进行分类维修，提高维修的精确度非常重要。针对电力继电器进行维护与维修，必须确保相关技术人员具有一定的技术与经验，才能够进行针对性维修处理，及时发现问题、解决问题。

2 电力继电保护装置的调试

对于数字化变电站而言，继电保护装置起到至关重要的作用，其保护功能是无法替代的。在设计与生产继电保护装置时，容易出现一些误差，所以在继电保护装置进入施工现场之后，必须进行精密调试，才能开始运用。然而现场调试过程中，受到调试设备不足、调试环境差等多种因素的影响，容易出现调试不精准的问题。为了避免联机在联机调试过程中对邻近装置的影响，需要提前制定完善的调试程序或计划，这样才能避免故障影响周围设备。

2.1 传统的继电器调试方法

传统的继电保护装置调试是由测试装置发出信号，再由特殊的数据采集装置进行采集，再把这些信号转化成被保护装置所识别的信号。接下来，将变换的信号发送给合并装置，然后由整个系统访问该合并装置。线路图如图1所示。

图1 传统调试的布线方式

传统调试方法更易于为安全作业者所熟悉和掌握。另外，随着我国电力系统的逐渐普及，我国电力系统的发展趋势也越来越明显。虽然传统的变电站继电保护比数字变电站的继电保护更易于实现，但其缺点也很多。例如：帧丢失、代码混乱和传输延时等问题；若以数字形式输出，则不能进行闭环试验。所以，由传统的变电站向数字化变电站的转变也是必然的。

2.2 全数字化继电保护装置的调试方案

全数字调试主要指的是：对继电保护装置进行全方位交互调试时，采用数字化的方法来进行调试，这样能够更好地切换通信数据，按照相关标准来接受相关的信息数据，从而更好地进行调试。具体调试方法如图2所示。

图2 全数字化调试配线方式

在进行全数字化调试时，系统会将电流、电压等数字化信息输出到系统里面，再通过保护系统识别电流、电压等信息，并根据预定的操作需求向检测仪器输出相关数据，使系统能够顺利地完成智能化操作。通过利用数字化的调试方法，将检测装置与保护装置、智能开关等有机地结合起来，使多个部分能够进行互联，这样可以及时检测变电站网络。在今后的数字变电站试验中，采用全数字化检测方法是未来的主要发展趋势。

3 继电保护维修技术

3.1 跨级跳闸的处置

过快短路、漏电缺陷、过载速度过快和导线太细等都会引起过控制。不管是哪种情况，跨级跳闸都是由于设置和操作时间的不同而引起的。

3.2 控制回路的失效

二次跳闸是一种常见的继电器故障。二次回路的精确定位是纠正错误的关键。在这种情形下，建议采用一种开关方式，例如在二次回路保护装置的实际操作中，删除次级循环，重装远程组件，发现问题的确切位置，排除故障。

3.3 直流输电线路的接地故障处理

直流接地故障诊断设备是近年来较为常见的一种电力设备，具有不需要中断直流线路就能在带电状态下进行检测的特点，提高了电流检测的可靠性。

3.4 微机保护系统的故障处理

虽然微机保护系统的结构比较简单，但是在处理相关故障的时候，仍然不能按照以往的经验来进行处理。相关人员必须把故障的主要特点记录下来，并按照技术说明书来查找故障产生的原因。在门上安装1个小型的电源和工作电压开关，以及1个小型的汇流排、夏天警报器。在前面板设备的上部需要装设继电器，中间、左边或下面可装有信号和操作重置按键，在1个信号中继器或者2个功率中继器上安装必要的连接线或指示灯。

4 常见的继电器故障分析

在国家电网系统里，继电保护装置起到至关重要的作用，所以需要确保继电保护装置的稳定性。一般发生继电器故障存在多种不同的原因。如果继电保护装置或附属装置出现故障，想要快速找出故障原因比较困难。下面对一些常见的继电器故障进行了具体分析。

4.1 电压互感器二次失效

二次回路故障是电压互感器在运行过程中经常出现的故障问题。（电压互感器）（PT）二次回路故障是一类比较复杂的故障问题，其通常表现为PT二次接地方式的异常，也就是二次（虚）或多个点的闭合，PT二次接地和接地系统的电压是由电流和电阻的非均匀性决定的。一旦超过此保护装置的全部相电压，就会导致电流幅度及相位发生变化，使电压及电流发生偏移或损失。由于变压器自身的电阻比较低，如果发生二次短路，则会产生更大的电流变化。一旦发生熔化，二级控制线或PT会被烧坏，从而会造成安全事故。当三角电压线路断开时，就会产生PT的二次压降。

4.2 电流互感器饱和问题

随着继电保护终端负载的增大，会导致电力系统出现故障，使电网的电流负荷增加，造成一系列的事故产生。例如：1个短路问题所造成的电流通常是正常电流的100倍。由于电流互感器的电压和短路电流的比例关系，会导致继电保护系统出现短路故障。

4.3 继电器部件失效的问题

在继电器保护故障中常见的问题就是三极管的失效，这个问题会使继电器收到错误的讯号，并产生错误代码，严重影响电力系统的安全性与可靠性。

4.4 循环绝缘损伤

一般出现二次线路的绝缘故障，通常是因为二次线路的短路所造成的。由于长时间使用线路，造成线路老化，容易出现故障。循环绝缘长期损伤，会影响继电器的安全运行。

4.5 电磁干扰问题

高压变电所周边的磁场都是比较微弱的状态，一旦出现强磁场，会导致变电所的继电保护系统受到影响，从而降低继电保护的敏感度。

5 电力继电保护的故障处理

5.1 一次性排除设备缺陷

在继电保护装置出现故障问题之后，必须及时进行检修。随着社会经济的高速发展，电力继电保护技术也在不断发展进步，继电保护装置日渐趋向于网络化、数字化。对于继电保护的故障研究，更多地运营互联网信息技术，利用电脑检测故障，形成波形图形，这样便于工作人员更快地发现故障问题。同时，PT与CT的出现也是造成意外事故产生的主要原因。在电力事故中经常会出现电脑断层扫描以及二次线路软化等问题，所以需要及时发现这些问题，解决问题。最后，各个单位必须严格检查安全设备，严格执行相关的保护措施，定期检验线路和装置，这样才能及时发现漏洞，及时替换故障设备，确保设备能够正常运转。

5.2 周期故障的解决

5.2.1 全线路

在变电站的日常工作中，常常会出现电流环路与电压环路之间的短路现象，对二次环路的继电保护造成了一定的安全隐患。因此，维护人员在检修时要注意电压环路的短路，并尽量控制其短路。特别是在实际工作中，要按照二次回路的设计图，对电压回路的出线是否断开、电压回路是否松动、空气通断触点是否完好及一次性保险丝的安装是否可靠等进行全面检查。为了确保电流回路安全可靠工作，应对其进行定期检查；为了对二次回路进行完整检测，可以根据有关的历史资料对回路进行进一步检测。另外，还要对设备进行定期维护，以最大限度地预防和减少电路故障的发生。

5.2.2 隐患排查

要想彻底清除二次回路的安全隐患，必须全面深入地进行检查，并采取各种针对性措施排除安全隐患。通常，面临不同的操作环境，副线路也会产生各种安全风险。为了加强排除安全隐患，必须对施工现场进行全面安全检查。同时，要合理运用各种调查手段，并将其与实际工作相结合从各个方面进行风险分析。例如：首次模拟测验就能排除潜在的工作风险。通过逐一的故障排除，及时发现风险因素，并制定相应的解决对策，对二次循环进行有效的改进和优化。除此之外，在工作期间，还需要对设备进行及时维修。通过对二次线路图的分析，制定科学、合理的维修计划，将安全隐患彻底清除，充分保障电力继电保护工作。

6 结束语

随着社会经济的高速发展，各种现代化技术也在不断革新，人们逐渐开始重视电力系统的安全运行和使用。所以，电力行业必须重视相关的安全生产工作，要加强对继电器保护装置的检查和维护，如果发现继电器保护装置故障问题，需要及时制定解决方案，解决问题。电力行业也要顺应时代的发展趋势，不断改变传统的故障检修手段，不断研究新型的继电器保护装置和技术，才能避免安全事故产生，促进社会主义现代化高速发展。