变电继电保护的主要故障以及解决措施

变电继电保护的主要故障以及解决措施

马春玉

广东电网有限责任公司云浮罗定供电局527200

摘要：当今社会经济不断发展，电力已成为社会发展和经济需求的重要资源，电能业已融入人类的生活，为了保证电力的充足，变电站的数量也不断增加，并在电力系统中有着不可或缺的作用，但对继电保护工作也提出了更高的需求，本文将对这其中的常见故障件进行分析研讨，并提出合理的解决方法，以保障变电站继电保护系统的安全稳定运行。

关键词：继电保护；故障；措施

引言

在电力系统正常运转过程中，继电保护在一定程度上保障了电力的持续供应，维持电力系统和设备正常运转，但是在正常运行中，继电保护难免发生故障，从而影响电力系统。

1.继电保护的结构和原理

继电保护装置的作用一般是对被保护元件是否正常工作进行区分，并正确的判断故障发生的部分是故障区域内部还是外部发生故障[1]。测量元件、逻辑环节和执行输出组成了继电保护装置，一般有四种分类方法，它们分别是按照被保护对象分类（主机设备保护和输电线保护）按保护功能分类（异常运行保护和短路故障保护）按保护动作原理分类（低电压保护、过电压保护、功率方向保护、距离保护、高频保护、差动保护、电流保护）和按保护装置进行比较（数字式和模拟式）。

2.变电继电保护的主要故障分析

2.1线路中励磁涌流对继电保护装置的影响

励磁涌流是由于变压器空载投运时，铁芯中的磁通不能突变，出现非周期分量磁通，使变压器铁芯饱和，励磁电流急剧增大而产生的。变压器励磁涌流最大值，可以达到变压器额定电流的6～8倍。二段式电流保护中的电流速断保护，由于要兼顾灵敏度，动作电流值往往取得较小，特别在长线路或系统阻抗大时更明显。励磁涌流值可能会大于装置整定值，使保护误动。这种情况在线路变压器个数少、容量小以及系统阻抗大时并不突出，因此容易被忽视，但当线路变压器个数及容量增大后，就可能出现。贵阳市北供电局就曾经在变电所增容后出现10kV线路由于涌流而无法正常投入的问题。

2.2TA饱和对保护的影响

对于同一线路，出口处短路电流大小会随着系统规模及运行方式不同而不同。短路故障是一个暂态过程，短路电流中含大量非周期分量，又进一步加速TA饱和。在10kV线路短路时，由于TA饱和，感应到二次侧的电流会很小或接近于零，使保护装置拒动，故障由母联断路器或主变压器后备保护切除，不但延长了故障时间，会使故障范围扩大，影响供电可靠性，而且严重威胁运行设备的安全。

2.3电流互感器饱和故障

在我国电力系统不断扩大的情况下，电力系统中的各种设备电容量不断增大，一旦电力系统受到不良因素影响而出现短路，电力系统中的电流将扩大，促使各种设备出现故障。在电力系统中出现短路情况不同，短路电流增大的程度就不同，正常情况下短路的电流将会成倍增长；严重情况下短路电流将会增加几百倍，主要出现在电力系统中靠近终端设备区位置短路情况中[2]。电流互感饱和使继电保护装置故障就是发生在短路情况下，在正常短路情况下产生的短路电流呈倍数增长的过程中，电流互感器变比的误差也会随之变大，促使继电保护装置的灵敏度降低，很可能会使电流速断保护拒绝动作。

3.继电保护故障应对策略和方法

3.1防止涌流引起误动的方法

励磁涌流有一明显的特征，就是它含有大量的二次谐波，在主变压器主保护中就利用这个特性，来防止励磁涌流引起保护误动作，但如果用在10kV线路保护，必须对保护装置进行改造，会大大增加装置的复杂性，因此实用性很差。励磁涌流的另一特征就是它的大小随时间而衰减，一开始涌流很大，一段时间后涌流衰减为零，流过保护装置的电流为线路负荷电流，利用涌流这个特点，在电流速断保护加入一短时间延时，就可以防止励磁涌流引起的误动作，这种方法最大优点是不用改造保护装置(或只作简单改造)，虽然会增加故障时间，但对于像10kV这种对系统稳定运行影响较小之处还是适用。为了保证可靠地躲过励磁涌流，保护装置中加速回路同样要加入延时[3]。通过几年的摸索，在10kV线路电流速断保护及加速回路中加入了0.15～0.2s的时限，就近几年运行来看，运行安全，并能很好的避免由于线路中励磁涌流造成保护装置误动作。

3.2避免TA饱和的方法

TA饱和，其实就是TA铁芯中磁通饱和，而磁通密度与感应电势成正比，因此，如果TA二次负载阻抗大，在同样电流情况下，二次回路感应电势就大，或在同样的负载阻抗下，二次电流越大，感应电势就越大，这两种情况都会使铁芯中磁通密度大，磁通密度大到一定值时，TA就饱和。TA严重饱和时，一次电流全部变成励磁电流，二次侧感应电流为零，流过电流继电器的电流为零，保护装置就会拒动[4]。避免TA饱和主要从两个方面入手，一是在选择TA时，变比不能选得太小，要考虑线路短路时TA饱和问题，一般10kV线路保护TA变比最好大于300/5。另一方面要尽量减少TA二次负载阻抗，尽量避免保护和计量共用TA，缩短TA二次电缆长度及加大二次电缆截面；对于综合自动化变电所，10kV线路尽可能选用保护、测控合一的产品，并在控制屏上就地安装，这样能有效减小二次回路阻抗，防止TA饱和。

3.3继电保护保养维修和元件更换法

为了应对由于继电保护装置零部件或者元件出现问题造成的故障，要定期定时的对变电所的继电保护进行检测、维修和保养，在变电所的持续工作中，由于外部环境的变化、元器件本身的使用条件和寿命等原因，很容易造成继电保护装置的老化、失灵，因此变电所工作人员要定期对继电保护进行维修检查，以保证继电保护在运用中不会出现较大故障。另外，在检修和维护过程中，发现某些元件存在严重的问题时，要及时对其进行更换，确保继电保护的性能正常发挥，确保可靠性。

3.4直观法

直观法是通过对继电保护装置故障部位的损坏情况进行直观的观察，判断故障的所在的位置，并对故障部位进行具体的维修。直观法主要是处理各种检测仪器无法测试的故障或更换部件，需要通过维修的方式处理故障的情况[5]。另外，需要注意的一个关键条件是采用直观法处理故障的继电保护装置需要专业的维修人员进行检查。

3.5调换法

调换法是处理综合自动化保护装置内部故障的最佳方法。所谓调换法是应用完好的元件换掉认为故障的元件，检查继电保护装置是否能够正常运行性，若继电保护装置能够正常运行，说明替换的元件受损导致故障，若继电保护装置依旧存在故障，未能有效的确定故障部位，却也起到缩小故障范围的作用，在进行元件调换，最终能够准确的找出故障的部位。调换法应用性较高，能够排查出继电保护装置中存在的隐性故障。

4.结语

在当今社会中，电力变得愈发重要，人们对供电的需求和稳定性也有了更高层次的要求，如上文提到的，直观法对检修人员的专业水平要求极高，需要检修人员可以通过机电装置的状态来判断故障原因和具体位置，并提出排除方法。对继电保护常见的故障逐一分析，结合运行特点来制订适当的措施进行处理，将无法工作的元件进行更换，把故障所造成的损失降到最低，才能提高保障区域的稳定供电。

参考文献：

[1]张巍.试析变电运行中的继电保护问题及措施[J].科学技术创新,2017(35):37-38.

[2]肖书飞.浅析变电运行中的继电保护问题及措施[J].通讯世界,2017(23):184-185.

[3]田茂光.变电继电保护的主要故障以及解决措施[J].低碳世界,2017(24):36-37.

[4]张金凤.变电继电保护的主要故障及解决对策[J].低碳世界,2017(22):56-57.

[5]张超.变电继电保护的主要故障以及处理方法[J].山东工业技术,2014(19):163.