【文章编号】１００４—７３４４Ｉ２０１３）０５—００４６—０２ 电力系统继电保护的组成及故障研究 罗光亮 向心力 李嘉 （重庆市电力公司万州供电局重庆万州４０４１００） 摘要：在社会生活和生产中，电力系统长期扮演着一个不可或缺的重要角色。电力系统的安全稳定运转是国民经济和社会生产 的强大推动力，对于保障国家建设和维护人民正常的生活秩序有着重要意义。作为电力系统重要的防护系统，继电保护在保障电力系 统安全方面发挥着极大的作用。近年来，国家和越来越重视对继电保护的投入，极大地促进了我国继电保护技术的发展，因而也 要求继电保护系统的组成进一步改进，积极寻找更完善的故障防控及解决措施，以适应电力系统的发展。本文在分析电力系统继电保 护的组成的基础上，阐述了其常见故障，并提出具体的处理措施和防范对策建议。 关键词：电力系统；继电保护；组成；故障；处理 的自动化和远动化，促进了工业生产的自动控制。 ９Ｏ年代初，集成电路及大规模集成电路保护的在继电保护装置中得 继电保护是电力系统一个重要的安全保障环节，对于维护电力系统 的正常运行起着非常重要的作用。然而，继电保护系统在实际的工作过 到广泛应用，微机继电保护装置极大地促进了我国电力系统的发展，随 科技的发展带动了技术的进步，更为先进的面向智 程中也常常会出现一些故障，影响保护装置的正常运转，难以起到保护 着信息时代的来临， 的效果，从而影响整个变电站甚至电力系统的安全运行。因此，必须采取 能信息处理的计算机继电保护应运而生，并已开始大规模研制与应用。措施，加强对电力系统继电保护的故障的防范和处理，维护电力系统的 ３继电保护的基本原理 正常运转。 电力系统在发生故障前后，其电力物理量都会有所变化，如电流增 大、电压降低、电流与电压之间的相位角改变、测量阻抗发生变化等。依 ２继电保护的作用 当电力系统受到干扰或出现异常情况致使某些元件受到损坏时，继 据这些变化特征，继电保护装置可以正确区分被保护元件的状态，判断 电保护装置立刻启动，在可能实现的最短时间和最小区域内自动切除掉 其运行是否正常，并准确定位元件发生故障的位置。目前，市场上除了有 出现问题的元件，使元件脱离电网，避免问题扩大加深，同时，由于将发 能反应工频电气量的继电保护装置外，还有可以反应非工频电气量的继 生故障的元件与其他完好元件隔离开，也可防止其他元件受到影响，从 电保护装置 ｌ引言 而减小对整个电力系统所受的影响和冲击。继电保护装置也可以向值班 ４继电保护的组成 工作人员发出信号，由工作人员来手动解决故障，来减轻或避免设备的 通常，整套继电保护装置由测量元件、逻辑环节和执行输出三部分 损坏，防止对相邻区域供电的影响。继电保护系统有利于实现电力系统 组成。外界信号输入测量部分，测量部分测量给定电器元件的各物理参 要是指从需要研究课题（电力安全监察理念）历史出发，详细收集、整理 并归纳相关文献资料，研究资料发展规律；而对于社会调查法而言，主要 是指有计划性的收集相关研究对象的现状，发现研究课题（电力安全监 察理念）中存在的问题与不足之处，从而针对性的提出相关规律，并采取 问卷调查的方式，研究重点问题对课题中心的影响情况：而对于头脑风 暴法而言，其主要是指借助于专题会议讨论的方式，发挥专家群体性决 策的创造性价值，从而研究适用于电力企业的电力安全监察理念。 （２）电力安全监察理念的研究成果分析：通过对上述相关研究方法 的应用，最终确定适用于现阶段电力企业发展现状的电力安全监察理念 应当为：安全风险以预防为主，同时构建并逐步健全电力安全监察工作 体系。详细来说，电力安全监察工作在开展过程当中必须实现对各项安 全风险的可控性，以控制风险为主要目的，抓牢风险的管理主线，进行安 全风险的超前管理。抛弃以往注重结果，疏忽过程的错误思想，推行全过 程风险管理。对安全生产责任的传递机制进一步完善，确保各项相关安 全生产责任能够严格落实到实处。 （３）电力安全监察工作体系的构建措施分析：①需要构建区域性的 计算机网络系统，以此为平台，最大限度的实现整个电力行业的办公自 动化。在此过程当中，使电力企业对于各项公务的处理处于自动化控制 状态当中，在提高办公质量与效率的同时，实现对安全风险管理工作水 限度的保障电力企业日常经营管理工作的有效开展与推进。 ４结束语 相关工作人员需要清醒的认识到一个方面的问题：即相对于电力企 业而言，安全监察工作与安全管理工作从本质上来说存在一定的差异 性。简单来说，安全管理工作是针对整个电力企业在日常运行管理过程 中，每一环节所需要实现的安全标准与规范，是一个整体性的概念。而安 全监察工作更多的倾向于对安全管理工作落实情况的检测与纠正，其属 于管理活动的一类。对于我国而言，现阶段绝大部分电力企业自身均具 备安全监察的理念。然而，在整个电力行业普遍存在的缺陷与不足作用 之下，电力安全监察理念有待做出进一步改进。总而言之，本文针对有关 电力安全监察理念在研究过程中所涉及到的相关问题做出了简要分析 与说明，希望能够引起各方工作人员的特别关注与重视。 参考文献 【１】刘承祖．关于特种设备安全监察引入商业保险机制的思考和探索路径 ｍ．金融与经济，２０ｏ８，（８）：５６～５８． ｆ２】李红歌，周岩．现代主动型安全监察技术的应用——以河南省煤层气 开发利用有限公司为例ｆＪ］．矿业工程研究，２０１１，２６（３）：５２ ５５． 『３】杨颢，赵鹤元．健全与完善煤矿企业内部安全监察管理机制促进安全 生产状况的稳定好转『Ｊ１．矿业安全与环保，２００５，３２（ｚ１）：ｌｌ４ ｌ１５． Ｈ］Ｎ建新，刘铁民，张兴凯，等．基于安全监察的企业风险指标浅析『ｃ１． ２００３中国（南京）首届城市与工业安全国际会议论文集．２００３：２５３～２５７． ｆ５１刘东旺．加强安全监察队伍建设提高煤矿安全管理水平『Ｃ１．全全评 价理论与方法创新青年科技论坛论文集．２Ｏｏ６：２２８～２２９． ｆ６１乔歆慧，解大，张延迟，等．电力系统安全监察的系统论模型『ｃ１．中国高 等学校电力系统及其自动化专业第二十五届学术年会论文集．２００９：１－４． 平的有效改善：②需要实现对新安全风险评估技术的合理应用：确保安 全风险评估技术与设备技术发展趋势的契合性，在降低电力设备运行安 全风险的同时，实现对电力设备有效使用寿命的合理延长目的；③需要 特别重视监控预警工作系统以及突发事件应急技术在电力企业安全风 险管理工作中的应用。电力企业需要在针对关键设备构建远程监控系统 的同时，就电力企业安全管理过程中可能出现的各项安全事故，做好相 应的预防与防治措施，同时，针对突发性事件，构建完善且有效的应急处 理机制，确保能够针对各种恶性事故加以科学性预测、防范与处置，最大 ２０１８年３月 燕圈 量，并与标准值进行比较，判定电器元件是否出现故障，发出逻辑信号， ６．２．１提高继电保护故障防控意识 逻辑部分确定故障类型和范围，并提出解决对策，将解决指令传递给执 当前，电力系统中仍有部分工作人员对继电保护装置的工作原理含 行部分，由执行部分输出操作指令，如图１、２。 混不清，对故障防控措施也缺乏了解。或虽然明白继电保护装置的工作 静一圈 原理，也知道具体的防控措施，但防控意识不强，对一些可能损坏装置的 问题或细节没有充分注意，导没有能及时采取保护或补救措施。因此，应 加强电力系统继电保护装置故障防控方面的教育培训，宣传继电保护装 置故障防控的重要性，提高工作人员的故障防控意识。同时，应加强继电 靛使 保护干扰故障防控方面的各种技术交流活动，开展该类活动的学习或知 图１电力系统继电保护技术 识考核，并促进工作人员对该类知识的储备进行更新，掌握最新技术。 ６．２．２建立健全规章制度 电力系统的继电保护装置故障防控事关重大，必须引起相关部门的 高度重视，因此，应该制定有关继电保护装置防控方面的规章制度，建立 健全运行管理制度。对装置的采购、运行、维护、检查、维修等都进行严格 的控制与管理，确保继电保护装置能安全稳定地运行。建立继电保护装 置使用档案，记录其使用情况。设立专人负责各个部分的工作，并进行劳 动记录，明确奖惩，对表现优异的予以精神和物质奖励，对工作不合格的 予以惩罚和批评，通过明确的规章制度来真正强化继电保护装置的故障 防控管理。 ６．２．３协调保护人员 继电保护装置的工作人员的工作内容主要有调度、继电保护和运行 三个方面，各类工作人员的思想和行动都应保持统一。应加强各类工作 人员的交流，提升其合作意识，通过技术交流使其对装置的防护水平保 豳２继电保护装置硬件 持在同一层面，以使其工作能协同合作。 ５继电保护常见的故障分析 ６．２．４检测二次设备 ５．１电流互感饱和故障 随着科学的发展，微机自动装置自诊技术也日趋成熟，继电保护故 通常情况下，电力系统的母线、发电机、变压器、输电线路和用电设 障诊断系统日渐完善，使得电气二次设备的检测更为便利。对于保护装 备都正常运行，但也可能出现故障，导致其运行异常 在电力系统三相交 置可以通过加载在线的检测程序，并安装设备和部件。在检测二次设备 流系统中，短路，尤其是金属性短路是最为常见并且危害最大的故障。当 时，应首先检测设备的管理环节，如设备的验收管理，并与在线监测结合 出现短路故障时，短路点的电流会瞬间增大。如果短路发生在离终端设 起来，综合分析其状态。目前，对于继电保护的投入正有增加趋势，更应 备区较近的区域，电流将会远远高于电流互感器的额定电流，甚至可能 该利用好现有技术，改善现有方法，达到更好的检测效果。 是其１００倍以上。通常情况下，当一次短路电流增大时，电流互感器的误 ６．２．５实施继电保护智能化 差也随之成倍数增大，如果电流速断保护的灵敏度下降，就可能对这一 随着科学技术的发展，人工智能技术例如遗传算法、进化规划、神经 动作进行阻止。当线路发生短路时，电流互感器的电力会达到饱和状态， 网络的应用越来越广泛，并开始涉及继电保护领域 但目前，人工智能技 而再次感应的二次电流却非常小，从而影响定时限过流保护装置的正常 术在继电保护领域的应用还不是很成熟，除了差动保护之外，所有的继 工作，妨碍其发挥应有的作用。在配电系统中，若出口线过流保护不发生 电器保护装置只能反映保护安装处的电气量。由于缺乏强有力的数据通 动作，而配电所进口线保护发生动作了，将会引起整个配电系统断电。 信手段，继电保护只能减少切除故障元件后对系统的影响 因此，应继续 ５．２开关保护设备的选择不当 加深继电保护智能化技术的研究，与计算机和通信技术结合起来，根据 在电力系统中，开关保护设备对电力系统的安全运行有着重要影 继电保护的特点，找出突破口，扩大人工智能技术在继电保护领域的应 响，因而，应依据变电站的实际情况选择合适的开关保护设备 当前，很 用范围，实现继电保护的智能化，优化继电保护系统的性能，使其更好地 多配电系统的供电输电都采用变电所一开关站一配电变压器的模式，将开 服务于电力系统。 关站都建立在高负荷较为密集的区域。当前．我国电力系统的开关站尚 ７结语 未实现继电保护自动化．因而在选择开关保护设备时，最好采用负荷开 继电保护系统在电力系统中发挥着重要作用，我国的继电保护技术 关，也可使用与负荷开关组合的继电器设备系统 的应用取得了不错的成绩。应加强对继电保护故障的防范和控制，在出 ６继电保护故障的处理方法和防控措施 现故障时，及时进行处理，从而确保继电保护系统的安全性，提高电力系 ６．１继电保护故障的处理方法 统的安全指数 当前，我国电力系统处理继电保护故障的方法主要有替换法、参照 法和短接法。替换法是将故障元件替换成正常元件，通常观察正常元件 参考文献 的运行情况来减小故障的查找范围。故障法是最为常用的一种处理方 【１】陈善志．浅谈电力系统继电保护的组成及故障探讨阴．科技与企业．２０１２， 法，且简便易行，可操作性较强。参照法是通过对比正常设备与被认定有 （２１）． 故障的设备的相关技术参数，来判断故障设备的故障点。在检查接线错 【２］彭雪梅．电力系统继电保护的组成及故障【Ｊ］．科技风．２０１２，（１８）． 误时常用故障法，故障法也常用来检查定值效验过程中的测试值和预想 【３降峰．浅析电力系统继电保护的组成及故障【Ｊ】．科技创新与应用．２０１２， 值差异较大的故障。如果对二次设备进行改造，并更换设备后，二次接线 （２５） 依然没有正确恢复，则可以参照同类设备的接线。在定值校验继电器时， 如果出现了测试值与整定值差别较大的继电器，应当先对继电器上的刻 度值进行调整，再用同一只定值校验表去对与该继电器回路相同的同类 继电器进行测量，通过比较和分析测量结果来判定该继电器的状况。短 接法常用于电磁锁失灵、切换继电器不动作、电流回路开路的故障检查， 以及判断控制等转换开关的接点的运行状况。短接法主要是通过用短接 线短接回路的某一段或一部分，来分析判断故障发生区域，从而判定故 障范围。 ６．２防范和控制继电保护故障的对策建议 囫 登燕 ２０１３年３月
