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【摘 要】随着经济的不断发展，社会生产对电力供应的需求越来越大。在电力系统中继电保护装置是保证电力系统安全运行的重要保障。事实证明，如果继电保护装置在运行中出现问题，不仅会造成严重的后果，还会扩大事故影响。所以，必须对电力系统继电保护装置的故障现象进行分析，并提出有效的解决措施，以此来保障电力设备的稳定运行。
【关键词】电力系统;继电保护装置;存在问题;解决措施
前言
随着我国经济水平的不断提高，无论是日常生活还是社会生产，对电力供应的需求都越来越大，对电能质量的要求都越来越高。当电力系统发生故障或异常工况时，继电保护装置在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对其他设备的影响。因此继电保护装置是电力系统安全运行的重要保障。但与此同时，继电保护装置本身或其附属设备也存在一定程度的故障几率，这些设备发生的故障也为电力系统增加额外的故障因素，因此就需要对其产生的原因进行分析研究，并对研究发现的问题进行解决，以保证继电保护设备在电力系统中的正常运行，发挥其应有的功能。
一、继电保护装置的作用
在电力系统运行的过程中，可能发生各种故障状态和不正常运行状态。如因雷击、鸟兽跨越电气设备、人为不当操作、电气设备绝缘强度下降等原因造成的短路等故障，以及过负荷、系统功率不足造成的频率降低、系统甩负荷过程中出现的过电压、电力系统振荡等不正常运行状态。两种状态都可能在电力系统中引发事故。即系统或其中一部分的正常工作状态遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能允许的程度，甚至造成人身伤亡或电气设备损坏。
系统发生事故之后，一方面要迅速找出发生事故的电气元件，并将其切除或报警;一方面，为防止事故扩大，应对某些电气设备进行反事故操作。这些工作由继电保护设备与安全自动装置完成。[1]
二、继电保护装置常见故障因素：
1.干扰因素：
继电保护装置必须有能够正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是故障状态的能力。保护装置要实现这一功能，需要采集电力系统发生故障前后电气物理量，并以这些物理量变化的特征为基础来进行运算与分析。这些电气物理量以电压、电流等模拟量与反映各种设备状态的开关量为主。如果这些物理量在传输的过程中未采取抗干扰措施，一旦受到扰动会直接影响继电保护装置运行，从而产生误动作或者拒动的现象。
2.定值因素
继电保护装置运行的过程中，需要将采集到的物理量与保护定值进行比对、运算以判断系统运行状态。通常保护定值需要以设备参数、系统结构、保护算法等为依据，人工进行整定计算。这个过程对相关人员专业能力要求较高。[2]如果在整定计算工作中，由于方法不规范，设备参数、系统结构不准确甚至误输入，都会影响到继电保护装置的正常运行，导致误动作或拒动现象发生。
3.电流互感器饱和问题：
电流互感器是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流的设备。继电保护装置依靠电流互感器采集系统中的电流量进行计算。当系统发生故障时，故障电流较大，极易引起电流互感器铁芯磁通密度过大，导致铁芯出现磁饱和，此时互感器励磁阻抗大幅度降低，导致其输出的二次电流与一次电流不再是线性的比例关系，保护装置采集到的电流值将小于系统实际值。[3]发电厂高压厂用变与启动变配备的差动保护，在发生区外故障的过程中，故障电流从变压器一侧流入，另一侧流出。如果电流互感器配備不符合要求，常会因故障电流导致其中一侧电流互感器饱和，进而导致差动保护采集的两侧电流不一致而发生差动保护误动作。
4.二次回路因素：
继电保护与安全自动装置的二次回路是引发故障的重要因素。其中保护出口回路、电压互感器与电流互感器的二次回路一旦出现问题，可能出现保护退出运行、保护拒动、误动等问题发生。例如，某发电机正常运行过程中发变组保护动作跳闸，故障信号为“发电机差动保护动作”。经进一步检查为发电机中性点电流互感器二次回路断线，导致差动保护误动作。
5.高频收发信机因素：
在光纤线路保护普及之前，利用输电线路的高频载波通讯的线路保护装置曾经大量应用。高频收发信机故障会严重影响数据与指令的传输。目前随着光纤通讯线路保护装置的大量普及，高频通讯技术在继电保护领域中已基本淘汰不用。
6.插件问题：
随着技术进步，近年来微机型继电保护装置已大量普及。模块化的设计在微机保护中广泛采用。因个别插件问题导致的保护装置无法正常投入甚至误动作问题时有发生。例如某电厂曾因一批次进口变压器保护采样插件存在设计缺陷问题导致差动保护误动作。
三、对电力系统继电保护装置故障的应对策略
1.故障数据分析：
故障数据分析是继电保护装置动作后判断保护装置动作是否正确的必要流程。在故障发生后，需要对继电保护动作记录、故障录波器相关故障记录中相关输入量进行统计与分析，通过系统各相关物理量故障时采集值、系统正常运行值以及对应故障状态的理论值三者之间的相互比对，判断保护装置是否正确动作。并根据结论制定有效的故障处理方案。目前，大部分继电保护装置均配备有故障录波功能，发电厂按规程要求均配置有故障录波器，二者相互配合可以得到故障时的系统参数，进而为下一步的分析判断提供有利条件。
2.保护装置的检验：
对继电保护装置的正确检查与校验是判断保护装置有无问题的有效方法。常用的检查方法包括順序检查法、逆序检查法及整组试验法。顺序检查法即按照检验规程要求，对保护装置依次进行外部检查、绝缘检测、定值检查、电源性能测试、保护校核等检查工作。逆序检查法则从事故发生的结果开始分析，模拟保护动作时故障现象，直至找到事故根源，适用于保护装置误动作等故障的检查。整组试验法主要是对保护装置的动作逻辑、动作时间等进行检查，模拟故障，从而判断问题所在。检验工作结束后，应及时提出报告。只有正确、规范地开展保护检验工作，才能为判定继电保护装置能否正常运行提供科学依据。
3.加强日常管理，提高继电保护系统运行的稳定性
除上述检查处理措施外，还要从日常工作着手，提高继电保护系统运行的稳定性。一要注意对继电保护装置的接线端子、二次回路、插排连接件等附件维护与检查。二要规范保护定值管理工作，定期按照规程要求开展保护定值校核工作。三是要加强设备管理工作，建立全面详实的设备台账，关注相关设备软硬件版本更新信息，及时消除故障隐患。四要重视工程基建管理，从电气一次设备选型、保护配置、整体设计等方面层层把关，避免将基建问题带入后续生产运行过程中，为各项工作打好基础。五要加强人员培训工作，为相关从业人员创造培训机会，形成良好的学习机制，重点提高其分析问题、解决问题的实际能力。
四、结束语
综上所述，无论在发电企业或用电企业的生产过程中，电力供应的稳定与可靠是至关重要的，因此保障继电保护装置的可靠运行尤为关键。引发电力系统继电保护装置故障的原因众多，这就要求在工作中，不但能够彻底分析引发故障的原因，采取及时有效的解决措施，还要加强对设备的检修和维护，加强从业人员能力培训工作，以此来避免继电保护装置出现故障，全面提升电力设备运行的可靠性。
参考文献：
[1]张艳霞.电力系统保护与控制：76-77.
[2]广东省电力调度中心.地区电网继电保护整定计算：106.
[3]郑小敏.CT饱和引起变压器差动保护误动的分析与对策.电力系统保护与控制，2005，V33（8）
（作者单位：元宝山发电有限责任公司）
【关键词】电力系统;继电保护装置;存在问题;解决措施
前言
随着我国经济水平的不断提高，无论是日常生活还是社会生产，对电力供应的需求都越来越大，对电能质量的要求都越来越高。当电力系统发生故障或异常工况时，继电保护装置在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对其他设备的影响。因此继电保护装置是电力系统安全运行的重要保障。但与此同时，继电保护装置本身或其附属设备也存在一定程度的故障几率，这些设备发生的故障也为电力系统增加额外的故障因素，因此就需要对其产生的原因进行分析研究，并对研究发现的问题进行解决，以保证继电保护设备在电力系统中的正常运行，发挥其应有的功能。
一、继电保护装置的作用
在电力系统运行的过程中，可能发生各种故障状态和不正常运行状态。如因雷击、鸟兽跨越电气设备、人为不当操作、电气设备绝缘强度下降等原因造成的短路等故障，以及过负荷、系统功率不足造成的频率降低、系统甩负荷过程中出现的过电压、电力系统振荡等不正常运行状态。两种状态都可能在电力系统中引发事故。即系统或其中一部分的正常工作状态遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能允许的程度，甚至造成人身伤亡或电气设备损坏。
系统发生事故之后，一方面要迅速找出发生事故的电气元件，并将其切除或报警;一方面，为防止事故扩大，应对某些电气设备进行反事故操作。这些工作由继电保护设备与安全自动装置完成。[1]
二、继电保护装置常见故障因素：
1.干扰因素：
继电保护装置必须有能够正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是故障状态的能力。保护装置要实现这一功能，需要采集电力系统发生故障前后电气物理量，并以这些物理量变化的特征为基础来进行运算与分析。这些电气物理量以电压、电流等模拟量与反映各种设备状态的开关量为主。如果这些物理量在传输的过程中未采取抗干扰措施，一旦受到扰动会直接影响继电保护装置运行，从而产生误动作或者拒动的现象。
2.定值因素
继电保护装置运行的过程中，需要将采集到的物理量与保护定值进行比对、运算以判断系统运行状态。通常保护定值需要以设备参数、系统结构、保护算法等为依据，人工进行整定计算。这个过程对相关人员专业能力要求较高。[2]如果在整定计算工作中，由于方法不规范，设备参数、系统结构不准确甚至误输入，都会影响到继电保护装置的正常运行，导致误动作或拒动现象发生。
3.电流互感器饱和问题：
电流互感器是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流的设备。继电保护装置依靠电流互感器采集系统中的电流量进行计算。当系统发生故障时，故障电流较大，极易引起电流互感器铁芯磁通密度过大，导致铁芯出现磁饱和，此时互感器励磁阻抗大幅度降低，导致其输出的二次电流与一次电流不再是线性的比例关系，保护装置采集到的电流值将小于系统实际值。[3]发电厂高压厂用变与启动变配备的差动保护，在发生区外故障的过程中，故障电流从变压器一侧流入，另一侧流出。如果电流互感器配備不符合要求，常会因故障电流导致其中一侧电流互感器饱和，进而导致差动保护采集的两侧电流不一致而发生差动保护误动作。
4.二次回路因素：
继电保护与安全自动装置的二次回路是引发故障的重要因素。其中保护出口回路、电压互感器与电流互感器的二次回路一旦出现问题，可能出现保护退出运行、保护拒动、误动等问题发生。例如，某发电机正常运行过程中发变组保护动作跳闸，故障信号为“发电机差动保护动作”。经进一步检查为发电机中性点电流互感器二次回路断线，导致差动保护误动作。
5.高频收发信机因素：
在光纤线路保护普及之前，利用输电线路的高频载波通讯的线路保护装置曾经大量应用。高频收发信机故障会严重影响数据与指令的传输。目前随着光纤通讯线路保护装置的大量普及，高频通讯技术在继电保护领域中已基本淘汰不用。
6.插件问题：
随着技术进步，近年来微机型继电保护装置已大量普及。模块化的设计在微机保护中广泛采用。因个别插件问题导致的保护装置无法正常投入甚至误动作问题时有发生。例如某电厂曾因一批次进口变压器保护采样插件存在设计缺陷问题导致差动保护误动作。
三、对电力系统继电保护装置故障的应对策略
1.故障数据分析：
故障数据分析是继电保护装置动作后判断保护装置动作是否正确的必要流程。在故障发生后，需要对继电保护动作记录、故障录波器相关故障记录中相关输入量进行统计与分析，通过系统各相关物理量故障时采集值、系统正常运行值以及对应故障状态的理论值三者之间的相互比对，判断保护装置是否正确动作。并根据结论制定有效的故障处理方案。目前，大部分继电保护装置均配备有故障录波功能，发电厂按规程要求均配置有故障录波器，二者相互配合可以得到故障时的系统参数，进而为下一步的分析判断提供有利条件。
2.保护装置的检验：
对继电保护装置的正确检查与校验是判断保护装置有无问题的有效方法。常用的检查方法包括順序检查法、逆序检查法及整组试验法。顺序检查法即按照检验规程要求，对保护装置依次进行外部检查、绝缘检测、定值检查、电源性能测试、保护校核等检查工作。逆序检查法则从事故发生的结果开始分析，模拟保护动作时故障现象，直至找到事故根源，适用于保护装置误动作等故障的检查。整组试验法主要是对保护装置的动作逻辑、动作时间等进行检查，模拟故障，从而判断问题所在。检验工作结束后，应及时提出报告。只有正确、规范地开展保护检验工作，才能为判定继电保护装置能否正常运行提供科学依据。
3.加强日常管理，提高继电保护系统运行的稳定性
除上述检查处理措施外，还要从日常工作着手，提高继电保护系统运行的稳定性。一要注意对继电保护装置的接线端子、二次回路、插排连接件等附件维护与检查。二要规范保护定值管理工作，定期按照规程要求开展保护定值校核工作。三是要加强设备管理工作，建立全面详实的设备台账，关注相关设备软硬件版本更新信息，及时消除故障隐患。四要重视工程基建管理，从电气一次设备选型、保护配置、整体设计等方面层层把关，避免将基建问题带入后续生产运行过程中，为各项工作打好基础。五要加强人员培训工作，为相关从业人员创造培训机会，形成良好的学习机制，重点提高其分析问题、解决问题的实际能力。
四、结束语
综上所述，无论在发电企业或用电企业的生产过程中，电力供应的稳定与可靠是至关重要的，因此保障继电保护装置的可靠运行尤为关键。引发电力系统继电保护装置故障的原因众多，这就要求在工作中，不但能够彻底分析引发故障的原因，采取及时有效的解决措施，还要加强对设备的检修和维护，加强从业人员能力培训工作，以此来避免继电保护装置出现故障，全面提升电力设备运行的可靠性。
参考文献：
[1]张艳霞.电力系统保护与控制：76-77.
[2]广东省电力调度中心.地区电网继电保护整定计算：106.
[3]郑小敏.CT饱和引起变压器差动保护误动的分析与对策.电力系统保护与控制，2005，V33（8）
（作者单位：元宝山发电有限责任公司）