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摘要: 文章中作者就结合多年工作实例对继电保护工作的8 种故障处理方法进行了一一探讨，体现了目前的技术水平的不断提高。
关键词: 继电保护；故障处理方法
1 前言
继电保护工作是一项技术性很强的工作。如果只想学会对设备的调试并不难,只要经过一段时间的培训,按照调试大纲依次进行就可实现。而一旦出现异常现象,想处理它并非易事。它要求工作人
员有扎实的理论基础,更要有解决处理故障的有效方法。一个合适的方法,在工作中能帮你少走弯路,
提高效率。可以说继电保护技术性很大程度上体现在故障处理的能力上。因此,如何用最快最有效的
方法去处理故障,体现技术水平,成为广大继电保护工作者所共同要探讨的课题。
28种故障处理方法
2. 1 掉换法
用好的或认为正常的相同元件代替怀疑的或认为有故障的元件,来判断它的好坏,可快速地缩小查找故障范围。
这是处理综合自动化保护装置内部故障最常用方法。当一些微机保护故障,或一些内部回路复杂
的单元继电器,可用附近备用或暂时处于检修的插件、继电器取代它。如故障消失,说明故障在换下来
的元件内,否则还得继续在其它地方查故障。如一条110kV 旁路微机保护运行指示灯忽闪忽灭,并不打印任何故障报告,很难判断为何故障。正好附近有备用间隔,取各插件相应对换,查出故障在CPU 插件上。用此项方法,要特别注意插件内的跳线、程序及定值芯片是否一样,确认无误方可掉换,并根据情况模拟传动。
2. 2 电位变化法
通过对二次回路各节点直流电压、电位变化的监视来确定从哪一点开始出现故障。
此法主要用于查开关的拒分、拒合、绿红灯不亮等控制回路或光字牌不亮等信号回路中一些故障。
①如某一线路开关在分闸状态,但控制回路的指示绿灯不亮或开关拒合。如图1 接线,图中KB为防跳闭锁继电器,HQ 为合闸线圈,KTP 为跳闸位置继电器,GN 为开关指示绿灯, KK 为万能转换开关,DL 为开关辅助节点,节点1 和2 分别为正、负电源。
图1 开关控制回路原理图
结合图1 接线,从图2 可明显看出,对地电位正负发生变化的环节是故障最可能发生的地方。
②用保护传动试验,来判断某开出回路是否正常。如在主变保护检验时需传动母分或旁路开关设备正在运行,但又不具备投上压板连跳的设备。图3 中KT代表主变保护跳闸继电器节点,XB 表示
出口压板,33 代表跳闸出口回路节点。
图2 查找开关拒合或绿灯不亮故障的电位变化对照图
图3 保护出口回路原理图
在确认压板已退出,万用表正常的前提下,测量压板①节点的对地电位(BCJ 未动时此点悬空,无电
位) 。当主变保护启动出口KT 动作,必定会发一个正电位到压板XB 的①节点,使直流电压表正电位翻转,如果实际未有此现象那回路就很可能存在不正常了；此时测压板XB 的②节点,应该为负电位,如不符,说明下一级回路有异常。
2. 3 短接法
将回路某一段或一部分用短接线入为短接,来判断故障是存在短接线范围内,还是其它地方,以此
来缩小故障范围。此法主要用于电磁锁失灵、电流回路开路、切换继电器不动作、判断控制KK等转换
开关的接点是否好等。
如电流回路开路故障,可用此法去解决。图4 中BC 为电流继电器。
图4主变110 kV侧保护电流回路图
在保护带负荷试验时发现A 相无电流,那肯定是TA 二次回路存在开路现象。由于运行时TA 二
次开路会产生高压,为保证人身安全,因此只能先将高压设备停役,再在机构端子箱的A441 和N441 通入适当的二次试验电流,可短保护屏端子排上的A441 与N441 ,如前一级回路有电流,说明故障在A441 的下一级,再转短A442 与N441 来判断9BC及回路是否良好,同理短A443 与N441 ,直至查到开路点。
2. 4 参照法
通过正常与非正常设备的技术参数对照,从不同处找出不正常设备的故障点。
此法主要用于查认为接线错误,定值校验过程中发现测试值与预想值有较大出入又无法断定原因
之类的故障。
①在进行回路改造和设备更换后二次接线不能正确恢复时,可参照同类设备接线。如更换新的控制KK开关及接线后,出现开关不能正常分合故障。一般来说是二次线在恢复过程中接错了。为了尽快找到原因,可参照相邻线路控制KK(一般情况下同一块控制屏上,各条出线的控制KK 开关线是相同的) 的接线,根据其线头标号套上的编码及接线位置一一对照找出不同点,就很容易发现错线所在。
②在继电器定值校验时,如发现某一只继电器测试值与其整定值相差甚远,此时不可轻易判断此继电器特性不好,或马上去调整继电器上的刻度值。因为,所用的测量表计是否准确直接影响检验结果。这时可用同只表计去测量其它相同回路的同类继电器(正常情况下一个检修周期内动作值变化不会相差较大) ,如定值均正确,说明表计准确,据此可判定,出现测试值与定值偏差超出正常范围的继电器有问题,应予以更换。
③保护带负荷试验难以确认数据正确与否,可从同类已运行的设备上读取数据,如指示灯情况、微
机保护液晶显示屏中的内容等进行参照以便缩小故障范围。
2. 5 分析法
根据故障现象进行理论分析,可初步判断出问题的部位,再查找故障原因。
①如一条110 kV 线路保护做永久性故障传动时,发现重合加速跳闸后过一会又第二次自动重合。
经查回路均与图纸对应。通过微机故障报告分析,发现后加速跳闸与第二次重合之间的时间为21 s 正好是重合闸充电时间。结合图5 ,分析得知故障原因是由于弹簧储完能的时间长造成的(当时系统电压低导致三相交流操作电源也较低) ,在储能过程中,重合闸再次充完电,当DT 节点闭合时,使跳位继电器KTP 励磁,由不对应起动充好电的重合闸装置出口。
圖5 110 kV开关重合出口回路原理图
注:DT 为弹簧储能节点, KC 为重合闸出口电流自保继电器
(图中其他符号参照图1 说明) 。
如果将4n42 接至9 节点,如图5虚线所示,便不会再发生此类故障。经有关部门同意后,更改了
接线,线路恢复了正常。
②如微机备自投保护重合闸装置不能充电,存在放电闭锁等故障。可先通过液晶屏上的保护菜单
对各种输入量情况进行分析,确认是由什么闭锁条件满足而引起放电的,再去查找故障点。
③此外还可通过分析故障报告,判断各类系统故障正常与否。如单相故障零序电流应与故障相电流同相、相间距离故障应无零序电流显示值等。
2. 6 逐项拆除法
将并联在一起的二次回路顺序脱开,然后再依次放回,一旦故障出现,就表明故障存在哪路。再在
这一路内用同样方法查找更小的分支路,直至找到故障点。此法主要用于查直流接地,掉牌未复归,交流电源熔丝放不上等故障。
①如直流接地故障。先通过拉路法,确定故障在总信号回路,还是总控制回路,或哪条线路的分控
制回路等。再将接地支路的电源端端子分别拆开,直至查到故障点。
②如电压互感器二次熔丝熔断,回路存在短路故障,或二次交流电压互串等,可从电压互感器二次短路相的总引出处将端子分离,此时故障消除。然后逐个恢复,直至故障出现,再分支路依次排查。
③如整套装置的保护熔丝熔断或电源空气开关合不上,则可通过各块插件的拔插排查,并结合观察熔丝熔断情况变化来缩小故障范围。
2. 7 直观检查法
处理一些无法用仪器逐点测试,或某一插件故障一时无备品更换,而又想将故障排除的情况。
①110 kVⅡ段三相低压继电器动作灯亮,用掉换法将Ⅰ段低压继电器更换后正常,说明被换下来的继电器已损坏。在既无备件又无原理图的情况下,可采用直观检查法。仔细观察此插件内各元件有无断脱,印刷电路板的铜箔有无断裂,单个元件有无烧过痕迹等,结果发现一相电压引入线脱落,焊回去便恢复正常。
②10 kV 及35 kV 开关拒分或拒合故障处理。在操作命令下发后,观察到合闸接触器或跳闸线圈能动作,说明电气回路正常,故障存在机构内部。到现场如直接观察到继电器内部明显发黄,或哪个元
器件发出浓烈的焦味等便可快速确认故障所在,更换损坏的元件即可。
2. 8 凭经验的主观判断法
通过统计分析某些故障发生概率及对一些设备运行情况的熟悉程度,凭借工作中积累的实践经验,可处理一些故障。
2. 8. 1 开关操作过程中出现的故障
①开关分闸(特别是真空开关) 过程中发现红、绿灯均不亮,跳闸线圈烧坏,那大多由于开关机构有操作死点拒分,或辅助节点未随机构分合同时切换。
②红绿指示灯同时亮。由于电磁型防跳继电器电流与电压线圈绝缘击穿,造成正负电压互相感应。
③红灯亮拒分或绿灯亮拒合等故障。可能是由于控制KK节点不到位或机构卡住、机构内部的电路板损坏(需弹簧储能的开关) 或合闸熔丝熔断。
2. 8. 2 保护带负荷试验工作中碰到的故障
①10kV和35kV计量回路开路,大多是由于遥测或电度表回路的电流切换片未压上。
②主变投运,BCH-2 型电磁型差动保护带负荷试验时发现A 相不平衡电压为130mV ,未超过
规定的150mV ,虽属合格范围,但凭经验感觉它不正常,后经检查发现,此不正常是由于套管引出处一
组TA 极性接反造成。
③在变电所大修后,同样是此型的差动保护不平衡电压测量,结果发现A ,B ,C 三相均为0mV ,理
论上它应该是最理想的,可凭经验觉得它有问题,经查果真是三侧差动TA大电流切换片仍对地短接未切入差动保护运行。
④综自站的監控系统远遥数据刷新很慢,大多是由于前置机操作系统死机或其风扇损坏停转,造
成CPU 发热不能正常运行等。
3 结束语
电力系统的故障类型多种多样,处理故障使用的方法也应随故障情况而变。但无论何种故障,只要能吃透原理,在工作中融汇贯通,再通过不断地经验积累,分析总结,故障处理技术水平一定会很快得
到提高。以上是本人在实际工作中常用的几种故障处理方法,还很不全面,仅供同行参考。
注：文章内的图表、公式请到PDF格式下查看
关键词: 继电保护；故障处理方法
1 前言
继电保护工作是一项技术性很强的工作。如果只想学会对设备的调试并不难,只要经过一段时间的培训,按照调试大纲依次进行就可实现。而一旦出现异常现象,想处理它并非易事。它要求工作人
员有扎实的理论基础,更要有解决处理故障的有效方法。一个合适的方法,在工作中能帮你少走弯路,
提高效率。可以说继电保护技术性很大程度上体现在故障处理的能力上。因此,如何用最快最有效的
方法去处理故障,体现技术水平,成为广大继电保护工作者所共同要探讨的课题。
28种故障处理方法
2. 1 掉换法
用好的或认为正常的相同元件代替怀疑的或认为有故障的元件,来判断它的好坏,可快速地缩小查找故障范围。
这是处理综合自动化保护装置内部故障最常用方法。当一些微机保护故障,或一些内部回路复杂
的单元继电器,可用附近备用或暂时处于检修的插件、继电器取代它。如故障消失,说明故障在换下来
的元件内,否则还得继续在其它地方查故障。如一条110kV 旁路微机保护运行指示灯忽闪忽灭,并不打印任何故障报告,很难判断为何故障。正好附近有备用间隔,取各插件相应对换,查出故障在CPU 插件上。用此项方法,要特别注意插件内的跳线、程序及定值芯片是否一样,确认无误方可掉换,并根据情况模拟传动。
2. 2 电位变化法
通过对二次回路各节点直流电压、电位变化的监视来确定从哪一点开始出现故障。
此法主要用于查开关的拒分、拒合、绿红灯不亮等控制回路或光字牌不亮等信号回路中一些故障。
①如某一线路开关在分闸状态,但控制回路的指示绿灯不亮或开关拒合。如图1 接线,图中KB为防跳闭锁继电器,HQ 为合闸线圈,KTP 为跳闸位置继电器,GN 为开关指示绿灯, KK 为万能转换开关,DL 为开关辅助节点,节点1 和2 分别为正、负电源。
图1 开关控制回路原理图
结合图1 接线,从图2 可明显看出,对地电位正负发生变化的环节是故障最可能发生的地方。
②用保护传动试验,来判断某开出回路是否正常。如在主变保护检验时需传动母分或旁路开关设备正在运行,但又不具备投上压板连跳的设备。图3 中KT代表主变保护跳闸继电器节点,XB 表示
出口压板,33 代表跳闸出口回路节点。
图2 查找开关拒合或绿灯不亮故障的电位变化对照图
图3 保护出口回路原理图
在确认压板已退出,万用表正常的前提下,测量压板①节点的对地电位(BCJ 未动时此点悬空,无电
位) 。当主变保护启动出口KT 动作,必定会发一个正电位到压板XB 的①节点,使直流电压表正电位翻转,如果实际未有此现象那回路就很可能存在不正常了；此时测压板XB 的②节点,应该为负电位,如不符,说明下一级回路有异常。
2. 3 短接法
将回路某一段或一部分用短接线入为短接,来判断故障是存在短接线范围内,还是其它地方,以此
来缩小故障范围。此法主要用于电磁锁失灵、电流回路开路、切换继电器不动作、判断控制KK等转换
开关的接点是否好等。
如电流回路开路故障,可用此法去解决。图4 中BC 为电流继电器。
图4主变110 kV侧保护电流回路图
在保护带负荷试验时发现A 相无电流,那肯定是TA 二次回路存在开路现象。由于运行时TA 二
次开路会产生高压,为保证人身安全,因此只能先将高压设备停役,再在机构端子箱的A441 和N441 通入适当的二次试验电流,可短保护屏端子排上的A441 与N441 ,如前一级回路有电流,说明故障在A441 的下一级,再转短A442 与N441 来判断9BC及回路是否良好,同理短A443 与N441 ,直至查到开路点。
2. 4 参照法
通过正常与非正常设备的技术参数对照,从不同处找出不正常设备的故障点。
此法主要用于查认为接线错误,定值校验过程中发现测试值与预想值有较大出入又无法断定原因
之类的故障。
①在进行回路改造和设备更换后二次接线不能正确恢复时,可参照同类设备接线。如更换新的控制KK开关及接线后,出现开关不能正常分合故障。一般来说是二次线在恢复过程中接错了。为了尽快找到原因,可参照相邻线路控制KK(一般情况下同一块控制屏上,各条出线的控制KK 开关线是相同的) 的接线,根据其线头标号套上的编码及接线位置一一对照找出不同点,就很容易发现错线所在。
②在继电器定值校验时,如发现某一只继电器测试值与其整定值相差甚远,此时不可轻易判断此继电器特性不好,或马上去调整继电器上的刻度值。因为,所用的测量表计是否准确直接影响检验结果。这时可用同只表计去测量其它相同回路的同类继电器(正常情况下一个检修周期内动作值变化不会相差较大) ,如定值均正确,说明表计准确,据此可判定,出现测试值与定值偏差超出正常范围的继电器有问题,应予以更换。
③保护带负荷试验难以确认数据正确与否,可从同类已运行的设备上读取数据,如指示灯情况、微
机保护液晶显示屏中的内容等进行参照以便缩小故障范围。
2. 5 分析法
根据故障现象进行理论分析,可初步判断出问题的部位,再查找故障原因。
①如一条110 kV 线路保护做永久性故障传动时,发现重合加速跳闸后过一会又第二次自动重合。
经查回路均与图纸对应。通过微机故障报告分析,发现后加速跳闸与第二次重合之间的时间为21 s 正好是重合闸充电时间。结合图5 ,分析得知故障原因是由于弹簧储完能的时间长造成的(当时系统电压低导致三相交流操作电源也较低) ,在储能过程中,重合闸再次充完电,当DT 节点闭合时,使跳位继电器KTP 励磁,由不对应起动充好电的重合闸装置出口。
圖5 110 kV开关重合出口回路原理图
注:DT 为弹簧储能节点, KC 为重合闸出口电流自保继电器
(图中其他符号参照图1 说明) 。
如果将4n42 接至9 节点,如图5虚线所示,便不会再发生此类故障。经有关部门同意后,更改了
接线,线路恢复了正常。
②如微机备自投保护重合闸装置不能充电,存在放电闭锁等故障。可先通过液晶屏上的保护菜单
对各种输入量情况进行分析,确认是由什么闭锁条件满足而引起放电的,再去查找故障点。
③此外还可通过分析故障报告,判断各类系统故障正常与否。如单相故障零序电流应与故障相电流同相、相间距离故障应无零序电流显示值等。
2. 6 逐项拆除法
将并联在一起的二次回路顺序脱开,然后再依次放回,一旦故障出现,就表明故障存在哪路。再在
这一路内用同样方法查找更小的分支路,直至找到故障点。此法主要用于查直流接地,掉牌未复归,交流电源熔丝放不上等故障。
①如直流接地故障。先通过拉路法,确定故障在总信号回路,还是总控制回路,或哪条线路的分控
制回路等。再将接地支路的电源端端子分别拆开,直至查到故障点。
②如电压互感器二次熔丝熔断,回路存在短路故障,或二次交流电压互串等,可从电压互感器二次短路相的总引出处将端子分离,此时故障消除。然后逐个恢复,直至故障出现,再分支路依次排查。
③如整套装置的保护熔丝熔断或电源空气开关合不上,则可通过各块插件的拔插排查,并结合观察熔丝熔断情况变化来缩小故障范围。
2. 7 直观检查法
处理一些无法用仪器逐点测试,或某一插件故障一时无备品更换,而又想将故障排除的情况。
①110 kVⅡ段三相低压继电器动作灯亮,用掉换法将Ⅰ段低压继电器更换后正常,说明被换下来的继电器已损坏。在既无备件又无原理图的情况下,可采用直观检查法。仔细观察此插件内各元件有无断脱,印刷电路板的铜箔有无断裂,单个元件有无烧过痕迹等,结果发现一相电压引入线脱落,焊回去便恢复正常。
②10 kV 及35 kV 开关拒分或拒合故障处理。在操作命令下发后,观察到合闸接触器或跳闸线圈能动作,说明电气回路正常,故障存在机构内部。到现场如直接观察到继电器内部明显发黄,或哪个元
器件发出浓烈的焦味等便可快速确认故障所在,更换损坏的元件即可。
2. 8 凭经验的主观判断法
通过统计分析某些故障发生概率及对一些设备运行情况的熟悉程度,凭借工作中积累的实践经验,可处理一些故障。
2. 8. 1 开关操作过程中出现的故障
①开关分闸(特别是真空开关) 过程中发现红、绿灯均不亮,跳闸线圈烧坏,那大多由于开关机构有操作死点拒分,或辅助节点未随机构分合同时切换。
②红绿指示灯同时亮。由于电磁型防跳继电器电流与电压线圈绝缘击穿,造成正负电压互相感应。
③红灯亮拒分或绿灯亮拒合等故障。可能是由于控制KK节点不到位或机构卡住、机构内部的电路板损坏(需弹簧储能的开关) 或合闸熔丝熔断。
2. 8. 2 保护带负荷试验工作中碰到的故障
①10kV和35kV计量回路开路,大多是由于遥测或电度表回路的电流切换片未压上。
②主变投运,BCH-2 型电磁型差动保护带负荷试验时发现A 相不平衡电压为130mV ,未超过
规定的150mV ,虽属合格范围,但凭经验感觉它不正常,后经检查发现,此不正常是由于套管引出处一
组TA 极性接反造成。
③在变电所大修后,同样是此型的差动保护不平衡电压测量,结果发现A ,B ,C 三相均为0mV ,理
论上它应该是最理想的,可凭经验觉得它有问题,经查果真是三侧差动TA大电流切换片仍对地短接未切入差动保护运行。
④综自站的監控系统远遥数据刷新很慢,大多是由于前置机操作系统死机或其风扇损坏停转,造
成CPU 发热不能正常运行等。
3 结束语
电力系统的故障类型多种多样,处理故障使用的方法也应随故障情况而变。但无论何种故障,只要能吃透原理,在工作中融汇贯通,再通过不断地经验积累,分析总结,故障处理技术水平一定会很快得
到提高。以上是本人在实际工作中常用的几种故障处理方法,还很不全面,仅供同行参考。
注：文章内的图表、公式请到PDF格式下查看