电气工程继电保护的故障与处理措施分析.pdf

电气自动化电气工程继电保护的故障与处理措施分析新潮电子第1 6 期（总第54 7 期）徐溢斐（株洲中车时代电气股份有限公司，湖南株洲摘要：本文依照文献对比法和理论分析法；首先就电气工程继电保护的主要任务进行了论述；其次提出了电气工程继电保护故障以及可解决的实际措施；最后探究了电气工程继电保护安全措施与规范化管理要点。其中包括继电保护二次回路抗干扰措施，电力安全系统防护措施与管理过程，加强跨度隔离保护，以供参考。关键词：电气工程；继电保护；故障分析；处理措施电力系统在使用过程中会出现不同程度的故障问题，其中以各类短路最为常见。若存在短路故障问题，不仅会导致个别区域出现电压不稳或电压下降等情况，还会直接产生较大的短路电流问题，从而影响电力系统的正常运行。因此，为确保电力系统达到安全、稳定的运行效果，需做好电气工程继电保护故障与处理工作，在发挥继电保护装置自身作用后，可解决电力系统所出现的故障问题，并防止、限制电力系统出现停电等现象，由此为人们的生产生活提供基础的电力所需。一、电气工程继电保护的主要任务(一）电气工程影响问题针对电气工程所出现的影响问题进行分析其中包括；对并联系统的稳定性产生了不利的影响，使其出现振荡，严重时甚至会造成系统崩溃现象；由于过大短路电流及燃烧性电弧等原因，导致发生故障的设备损坏或烧毁；在电源和断路点之间，通过无故障的设备的短路电流，将会产生热量与电动作用力，这种情况将导致无故障设备出现故障，并且降低了其使用寿命，且在发生故障问题后，所出现的局部地区电压也会迅速降低，最终影响了用户的正常用电。(二）继电保护任务（1)反映电网组件及其构成组件和电气故障，自动地、有选择地、快速地切断有缺陷的组件或装置，保证无缺陷组件可以正常工作，并将电气工程所产生的影响问题降至最小。(2)反映出电力系统和电网系统的不正常工作，并根据设备运行、维修状况及设备的承载能力，自动发出减载或延迟跳闸的信号。(三）继电保护基本要求由选择性、快速性、灵敏性和可靠性为继电保护的基本要求。1.选择性选择性的基本要求是，对继电保护装置，在其工73412000)作时，只对有缺陷的部分或设备进行故障处理，非缺陷部分可继续工作，并减小停电范围。这个选择有两个含义：一是对已发生故障部件或设备，采取继电保护措施，排除故障；二是为了防止继电器或断路器出现拒动，并通过备用保护来实现断开，采用备用保护来应对时，也要保证断开的范围尽可能地小。2.快速性快速性是指在发生故障时，继电保护装置应尽可能快地将故障元件或设备拆卸下来。在此基础上，还需明确故障截断的时间以及保护设备工作时间与断路器工作时间的总和相等。3.灵敏性灵敏性是指在特定的保护范围内当出现故障问题后，其基本的响应能力，会使用灵敏度Ksen来表示。4.可靠性可靠性是指，当需要其进行工作时，继电保护设备可靠地工作（不拒动），而不需要时，其他可靠不动作不会产生误动，由此在继电保护设置不出现“不拒动”的情况下完成操作。二、电气工程继电保护的故障分析（一）控制回路的断线针对电气工程继电保护工作需明确控制回路的断线问题，其中所出现的断线故障发生较为频繁，该故障主要为控制回路出现断线且存在报警反应，断线表示一个不正常的工作电路，从继电器的操作插头到断路器脱扣线圈均产生了不正常的回路现象。这时，就算发生了保护动作，也无法切断相应的开关。当此类故障出现时，若无法及时解决，将会造成较为严重的安全事故。（二）遥信异常变位本文所分析的电气工程继电保护遥信异常变位情况属于硬遥信，即从设备外面引进的断路器、刀片开关位置等。遥信的变化主要表现为由合数向分数的变第1 6 期（总第54 7 期）化，以及遥信量在二者间的变化频繁。（三）保护装置通信出现中断对电气工程继电保护装置在通信时产生的中断故障，此类故障属于常见的电路系统故障形式。在该故障发生时，其影响程度不同，且个别所出现的保护装置通信场所出现了连续中断，则会因网络瘫痪出现大面积的通信中断现象，而这两种不同的故障原因则需采取针对性的措施加以处理。（四）TV断线以及TA断线TV断线与TA断线应依据制造厂商提供的软件设置进行判定，通过制造商的使用说明，明确其操作逻辑，由此准确地判断出此类型的断线问题。一般来说TV断线主要是因内部接线端子出现松动而引发。三、电气工程继电保护故障处理(一）对控制回路断线的处理措施针对电气工程继电保护控制回路断线的处理办法一般需从检查工作开始。在检查过程中，应检查好相应的操作回路电源断路器，若该断路器处于断开状态，则需将开关合上即可；若该断路器处于正常情况，则需对其进行进一步的供电检查。用万用表测试一下电源电压，则可明确判断出是否存在电源问题，若不是则需进一步确定有关的断路器装置。通过分析表明，当下我国电路线路所使用的断路器有部分为手车式断路器。但其不足之处在于：其精度不高，且若未按规定位置，将导致控制环出现断线问题，并且若在测试部位与工作部位的辅助点接触不佳，则会引起控制电路的断线。所以，需结合设计图纸，对全线路进行逐步的检查与排查。若为继电器保护器本身有问题，则需与制造商联系，进行修理或替换。（二）遥信异常变位的处理首先，要确定相应远程信号的接点没有出现不正常现象。例如，在工艺制作的过程中，因为接触不良，或者是接触点出现松动，都会影响到遥信问题导致遥信出现异常变位等情况，该故障问题较为常见。其次，针对电气工程继电保护装置内的接线端子，需将其所对应的端子进行直流负电源的电压测量工作。一般情况下，电压为2 2 0 V，当电压小于2 2 0 V时，表示线路中有一个断点，通过对其进行排查，即可发现故障源头。（三）保护装置通信出现中断的处理措施若某一保护设备发生了通信故障，要有目标地检查设备相应的电源及各个指示灯是否正常。较易忽视的是，假如有一台CPU被保护设备替换了，必须重新设定通信地址。另一个办法是将原来的线路换成一条新潮电子可代替的原有接线，且需明确的是，若大面积出现了网络问题，需考虑是否为外部网络故障，在解决好外部网络故障后才可及时恢复通信功能。（四）TV断线和TA断线的处理措施当TV发生故障时，首先，检查各高压回路中的断路器，确定其工作状况是否良好；其次，用万用表测量变压器二次侧的电压与小母线开关之间的关系。若测得电压为0，则表示变压器一次端的熔融部分已被切断；如果所测得的电压是正常的，需对所述保护设备相应的电压端、电压值进行进一步测定。当外电压正常，而保护器的电压值无法测得时，则表明该装置内存在故障问题；若可以测得，需考虑到电压互感器与保护装置是否对对应的接线端子产生了影响，其影响包括松动、虚接以及绝缘被压住等异常情况。若为TA断线，则该保护器通常将执行锁止保护。通过电流互感器工作时产生的噪音比较大，可以判断出接线柱有无松动。在检验时，工作人员还需采取有效措施防止出现二次电流回路的开路问题。四、电气工程继电保护安全措施与规范化管理要点（一）继电保护二次回路抗干扰措施在电气工程继电保护装置中，需明确电力二次系统的正常运行状态，其中由于静态耦合和电磁感应等因素，会对二次回路产生一定的影响和干扰。其本质是在次级环路中，以电、磁场的方式向外传播。因此，在电力系统继电保护二次安全措施和管理中，需要从电场屏蔽、磁场屏蔽等几个方面入手，具体包括：(1）继电器二次电路对周围电场的磁场屏蔽，其干扰源主要是一次回路的电流和电压波动，这会导致磁场和电场的大幅波动，并保证继电保护二次回路可维持正常操作。此外，对继电保护室二次线路在强磁场、强电场作用下，要有针对性地进行防护。特别是在原线跨越继电保护的情况下，更需要采取特殊的保护措施。其中，最佳的防护措施为金属屏蔽，即在实际的防护工程处理中，需将钢板埋入到继电保护室中，并与地板进行可靠的连接，安装避雷装置后，可将一次电路中的强磁场和强电场都给屏蔽掉，从而避免二次电路因雷击现象对其产生的干扰问题。在实际的管理过程中，要对相关的设施、设备进行严格的监督，以保证其处于安全的运行状态叫。(2)线圈并联消弧回路。当保护设备运行时，暂态电流通过绕组时，将在绕组中产生很强的感应磁场。通常情况下，这种磁场的容量比较大，在发生突发性动作74电气自动化电气自动化后，会对二次保护电路产生过电流的危害，尤其是在高压分配中这一问题较为突出。因此，可以通过使用并联的中间保护绕组消弧回路来抑制其自身产生的EMI。当电容器和线圈并联时，因回路电容的存在，使得电容器自身的电感较大，所以，可以在一定程度上减少瞬间感应电流对控制线圈的冲击和影响 2 。例如，在并联线圈中使用逆向二极管，因为在回路中存在逆向二极管，所以沿着一条线路所产生的感应电流得到了抑制，在这种情况下可在控制线上出现较大的工作感应电流，从而起到了对继电器绕组的保护作用。(3）等电位的构建。在不影响二次回路的情况下，要消除外界的电场、磁场。在一个二次回路的附近，因为其电势差，不可避免地造成了在空间中所产生的较大电场问题。对此，可以采用电位线缆来消除。在实际操作中，可在电站接线盒和继电器保护室周围的线缆安装中，选择等电势的布置，以避免因电流较大而造成损坏电缆屏蔽层等现象发生 3 。(4)二次回路到周围扰动之间的距离控制。针对一些比较重要、较关键的次级环路，在调度时，可以通过物理隔离的方式来控制其与干扰源的间距，由此有效解决电网中电场和磁场对二次回路所产生的影响问题。如将一次回路和其他较大的装置与二次电路的间距拉开后，还要对电缆和母线的间距进行适当的控制，由此减少主回路所产生的电磁干扰问题。（二）电力安全系统防护措施与管理过程1.强化监控系统的网络安全屏障在电气工程继电保护管理过程中，需采取合理的防护措施规范电力安全系统，并明确按照现有的电气二次系统的安全防护规定确保所采用的防护措施可达到可执行性、有效性的特点，从而达到对监控体系网络安全屏障的强化作用。在实现这一目标时，可以从监视装置、隔离装置等附属装置人手，提高监视装置的安全性，并且还需对余服务进行截留。在此过程中，通过提高隔离装置的绝缘能力、监控装置的紧密性，以及在进行管理时，防止不安全、不可靠信息通信传递到系统中，从而避免不安全因素对二次电力系统所产生的影响问题 4 。2.网络隔离装置集中控制在网络隔离装置的集中控制环节，需合理分析网新潮电子络隔离装置并简化不必要的操作程序，由此免除双端修改程序或其他措施，进而充分体现其对电网隔离设备进行集中控制的实际作用。在完成以上操作后，还需将全部的安全管理内容落实到绝缘设备内，在此对绝缘装置的保护作用也有了较大的改善，也方便了工作人员对绝缘装置的监督管理 5。（三）加强跨度隔离保护首先，在跨度隔离保护过程中，需明确跨距保护所采用的组成母差保护效果，并且应以保护单元的形式形成无主式设计，由此构成母差保护，并以母差保护为例子，将电缆采样、传输保护命令组成信息交互的作用。此外，还可以将SV+GOOSE异口输出功能配置于母差保护装置中。将GOOSE网络应用于其他站点区域，由此有效实现跨区间保护功能。其次，为避免智能终端发生故障，工作人员要对电力系统继电保护信息处理设备进行线路调试，以确保通信的可靠性，进一步提高调度系统的信息化、智能化水平，最终达到实际的规范化管理效果。五、结语综上所述，随着电力行业的迅速发展，各种新技术、新设备的使用也越来越普遍。而针对电力系统继电二次安全保护措施以及故障排除工作，其不仅要有效排除故障问题，还需加强对回路的质量管理与维护,由此达到对外攻击的预防效果，确保电气工程继电保护可稳定、可靠地运行，进而保障供电连续性，使其达到安全、可靠的运行效果。参考文献：1王坤烨.电气工程继电保护的故障与对策分析 J.集成电路应用,2 0 2 1,3 8(1):1 7 6-1 7 7.2王俊红.浅谈电气工程中继电保护的故障诊断与处理对策 .电脑爱好者（普及版）（电子刊),2 0 2 1(5):1 9 2.3李浩.电气工程中的电力综合自动化系统与变电站继电保护研究 J.文渊（高中版），2 0 2 1(1 2):1 0 2 4.4刘喆.浅谈电气工程及其自动化在低压电器中继电器的应用 J.电脑爱好者(普及版）（电子刊),2 0 2 1(3):9 9 2.5王磊.电气工程及其自动化低压电器中继电器应用 .百科论坛电子杂志,2 0 2 1(2 1):1 4 4 2-1 4 4 3.第1 6 期（总第54 7 期）75