南京南瑞繼保電氣有限公司 周 敬

繼電保護自動化裝置是集故障監(jiān)測和控制于一體的設備，其對電力系統(tǒng)部件起保護作用，是維持電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要保障。如果繼電保護自動化裝置存在故障，將會給電力系統(tǒng)帶來難以估量的危害，從而影響到電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定和安全。因此，對繼電保護自動化裝置常見故障進行分析，并給出切實可行的診斷方法和解決措施，以期在最短時間內(nèi)使給電力系統(tǒng)恢復正常運行。

1 電力系統(tǒng)繼電保護自動化裝置概述

1.1 電力系統(tǒng)繼電保護自動化裝置的作用與架構(gòu)

繼電保護自動化裝置主要用來對電力系統(tǒng)存在的故障和異常進行監(jiān)測，并能在發(fā)出報警的同時隔離局部故障，從而避免問題擴散[1]。圖1為繼電保護自動化裝置自動化基本架構(gòu)。

圖1 繼電保護自動化裝置基本架構(gòu)

1.2 電力系統(tǒng)繼電保護自動化裝置的特點

電力系統(tǒng)繼電保護自動化裝置有以下四大特性：一是選擇性，是指能調(diào)整上下兩級的繼電保護范圍，一般以主機的配置原則為參考，有選擇地在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時斷開一部分線路。二是速動性，是指能夠在最短時間內(nèi)將故障線路切斷，降低不利影響，確保沒有問題的零件都能正常工作[2]。三是靈敏性，是指基于繼電保護自動化裝置整定值可以決定靈敏度系數(shù)。四是可靠性，是指在安全保護范圍內(nèi)繼電器的一切動作都是可靠的。

2 電力系統(tǒng)繼電保護自動化裝置常見故障

2.1 干擾問題

電力系統(tǒng)繼電保護自動化裝置主要由硬件和軟件兩大部分組成。但是，在繼電保護自動化裝置運行過程中，如果在保護屏位置處有其他通信設備，則會對邏輯元件造成一定的干擾，從而導致裝置誤動。

2.2 定值錯誤問題

由于電力系統(tǒng)的實際工作狀態(tài)時有變化，因而會導致繼電保護自動化裝置出現(xiàn)定值錯誤問題。造成定值錯誤的原因有兩類：一是人為因素。受限于計算精度和工作人員專業(yè)水平，定值可能會出現(xiàn)偏差，導致不符合實際情況[3]。二是設備自身因素。環(huán)境因素、設備自身出現(xiàn)損壞或老化等都會造成定值錯誤，進而影響繼電保護自動化裝置運行。

2.3 連接故障問題

繼電保護自動化裝置觸點檢測是繼電保護中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但其容易受其他因素的影響。如果繼電保護自動化裝置觸點存在接觸不良或粘連現(xiàn)象，將會引發(fā)一系列故障問題。而如果繼電保護自動化裝置老化嚴重，開關(guān)頻率高或者觸點負載容量比額定容量大，也會導致連接故障。

2.4 CT飽和問題

當電力系統(tǒng)發(fā)生短路時，電流將明顯增加，從而使電流互感器飽和。電流互感器是繼電保護自動化裝置中的關(guān)鍵部件之一，當其飽和時，將會對設備的正常工作產(chǎn)生不利影響。

2.5 插件絕緣問題

由于電力系統(tǒng)繼電保護自動化裝置的結(jié)構(gòu)復雜、集成性強，在使用過程中不可避免地在接線和接合處有灰塵和雜物堆積。長期不清理，灰塵和雜物堆積較多，將會引起絕緣失效，進而對電力系統(tǒng)的正常運行造成很大影響。

2.6 元件質(zhì)量問題

對繼電保護自動化裝置而言，隨著其功能的日益豐富，所涉及的測量元件也越來越精密。以測量元件為例，若測量元件的品質(zhì)、靈敏度達不到要求，不能有效監(jiān)測電力系統(tǒng)的負載變化，從而影響到繼電保護自動化裝置的正常運行[4]。

3 電力系統(tǒng)繼電保護自動化裝置常見故障的產(chǎn)生原因

3.1 設備因素

在眾多影響自動繼電器可靠性的因素中，設備本身質(zhì)量是很關(guān)鍵的，其又可分為軟件與硬件兩類。軟件系統(tǒng)兼具復雜性和隱蔽性，在開發(fā)、測試、使用等過程中會發(fā)生各種問題。而硬件則易受外部環(huán)境的影響，常常出現(xiàn)諸如材料磨損、老化等隱性問題。另外，一些廠家為了追求短期利潤而盲目削減生產(chǎn)成本，致使繼電保護自動化裝置質(zhì)量不能滿足使用要求，嚴重影響了電力系統(tǒng)運行的安全性與穩(wěn)定性。

3.2 人員操作失誤

人員操作不當，會對繼電保護自動化裝置的運行穩(wěn)定性產(chǎn)生直接影響。繼電保護是一個復雜的過程，操作人員在任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)操作失誤，都可能導致電力系統(tǒng)運行與繼電保護自動化裝置動作不匹配，從而使其運行誤差達到故障問題臨界閾值，這對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行較為不利[5]。

3.3 缺乏科學的監(jiān)管檢修系統(tǒng)

繼電保護自動化裝置故障問題往往兼具隱蔽性、小型性、復雜性等特點。現(xiàn)行監(jiān)管檢修工作主要是針對電力系統(tǒng)運行狀況進行檢查，而忽視了對繼電保護自動化裝置運行狀況的監(jiān)測。因此，建立一套科學、合理的監(jiān)控維護體系，以及時對繼電保護自動化裝置故障問題進行檢測與診斷。

4 電力系統(tǒng)繼電保護自動化裝置常見故障的現(xiàn)場診斷方法

4.1 順序檢查法

其是通過對測試和調(diào)試來尋找故障問題的根源，按外部檢測、絕緣檢測、定值檢測、電源性能檢測以及保護性能檢查的順序進行。主要用于診斷微機保護系統(tǒng)拒動問題或邏輯問題。

4.2 整組試驗法

其主要目標是檢測繼電保護自動化裝置的動作邏輯、動作時間是否正常，從而在短時間內(nèi)再現(xiàn)故障、判斷根源。如果有異常情況，應與其他方法聯(lián)合進行復查。

4.3 替換法

在繼電保護自動化裝置發(fā)生故障時，通常采用替代法，即采用全新部件代替可能出現(xiàn)故障的部件，以此來確定部件是否有問題。當繼電保護自動化裝置內(nèi)嵌件出現(xiàn)故障時，應選用此方法進行診斷，一旦發(fā)現(xiàn)故障可以直接更換。

4.4 對比法

其主要通過對比非正常裝置與同型號、同規(guī)格正常裝置的技術(shù)指標，或者對二者校驗報告進行比較分析，若發(fā)現(xiàn)有較大差別，即存在故障。主要用于診斷定值校驗試驗結(jié)果與期望結(jié)果有較大差異，但無法查明其原因的故障。

5 電力系統(tǒng)繼電保護自動化裝置常見故障的處理對策

5.1 不斷完善繼電保護自動化裝置本身

當前，繼電保護自動化裝置的性能和可靠性還有待進一步提高?；诖?，必須根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)展和實際的實際運行情況，對繼電保護自動化裝置故障診斷技術(shù)進行改進和優(yōu)化，確保能夠滿足電力系統(tǒng)需要。同時，在設計繼電保護自動化裝置時，應完成冗余設計，保證裝置故障問題不會對電力系統(tǒng)產(chǎn)生嚴重影響。

5.2 建設完善高效的運行監(jiān)管系統(tǒng)

只有當電力系統(tǒng)出現(xiàn)某種峰值變化時，繼電保護自動化裝置故障問題才會從不確定性轉(zhuǎn)向確定性。這就要求建立一個科學實用的運行監(jiān)管系統(tǒng)，以監(jiān)控繼電保護自動化裝置工作狀態(tài)，尤其要關(guān)注脆弱部位和指標變化，以減少故障問題的發(fā)生。

在具體工作中，可以在變電站內(nèi)部設置智能監(jiān)測系統(tǒng)，對可能發(fā)生故障的部位進行監(jiān)測。同時，需要對監(jiān)控設備和繼電器自動控制系統(tǒng)所接收到的信號加以適當調(diào)節(jié)，以保證兩者高度統(tǒng)一，以便對繼電保護自動化裝置的運行狀況展開全面監(jiān)測。然后，需要結(jié)合監(jiān)控信號與繼電保護設備實際運行情況進行詳細分析，以確定故障位置，從而提高故障識別準確率，實現(xiàn)預防事故發(fā)生的目的。此外，也有必要對過去工作中所遇到的繼電保護自動化裝置故障問題進行總結(jié)，基于此不斷優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)。

5.3 加強對故障的風險評估

不同的繼電保護自動化裝置故障問題會給電力系統(tǒng)帶來不同的危害?；诖?，應選定科學、合理的風險評價方法，使故障問題的發(fā)生概率降到最低。對電力系統(tǒng)繼電保護自動化裝置的常見故障進行了綜合評價，評價如下：

一是替換傳統(tǒng)繼電保護裝置，使用自動化保護裝置。繼電保護自動化裝置結(jié)合了先進的自動防護設備，可以自動、準確地監(jiān)測電力系統(tǒng)運行狀態(tài)，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的實時控制，展現(xiàn)出良好的監(jiān)測與預防效果。

二是要求檢修人員按照國家有關(guān)規(guī)定標準化電力系統(tǒng)運行管理工作，明確各單位和個人職責，避免玩忽職守和蓄意隱瞞現(xiàn)象出現(xiàn)。同時，要加強對檢修人員業(yè)務技能的培訓，提高其操作水平和專業(yè)技能，以實現(xiàn)對繼電保護自動化裝置故障問題的及時處理。

三是按照繼電保護自動化裝置的實際運行狀況，對其在運行過程中出現(xiàn)的一些細微改動和附加問題加以記錄，及時發(fā)現(xiàn)潛在故障，避免影響范圍進一步擴大。

四是歸納已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的繼電保護自動化裝置故障問題產(chǎn)生原因，以及其對電力系統(tǒng)可能造成的危害，從中總結(jié)出有價值的工作經(jīng)驗，并在此基礎(chǔ)上完善相應的應急處置對策，尤其是要加強監(jiān)控與防范。保證以后再次出現(xiàn)此類故障時，能及時處理，防止影響范圍進一步擴大，從而提高電力系統(tǒng)的運行安全性。

5.4 提高檢測人員素質(zhì)和專業(yè)能力水平

要想對繼電保護自動化裝置故障問題進行全面排查，必須對采集到的數(shù)據(jù)進行詳細分析，這對技術(shù)人員的素質(zhì)和專業(yè)技術(shù)水平都提出了很高要求。要積極組織起專業(yè)的繼電保護故障診斷隊伍，為今后的維修工作做好準備。同時，設備操作人員的專業(yè)知識和技術(shù)水平也必須滿足要求，在能夠把握當前裝置運行情況的前提下，對運維工作的整體方向進行合理規(guī)劃。

5.5 提高維護檢修工作質(zhì)量

首先，為了改善電力系統(tǒng)運行狀況，需要對繼電保護自動化裝置常見故障進行歸納和總結(jié)。主要應注意故障位置、故障類型、故障強度、電力系統(tǒng)整體運行狀況等，并隨著時間的推移不斷豐富故障問題數(shù)據(jù)庫。

其次，在開始生產(chǎn)、分配能源之前，要對所有電力裝置進行檢驗，以確保裝置都在最佳狀態(tài)下運行。同時，對母線發(fā)電電壓、大功率發(fā)電機、線路中低壓狀態(tài)、響應速度、故障處理方案等展開定期檢查。在實際工作中，為了更好地了解繼電保護自動化裝置運行狀況，還應該隨時與電力系統(tǒng)展開全自動信息交換。

最后，必須對檢修人員的工作失誤或不作為現(xiàn)象加以處罰。維修人員在完成相關(guān)運維和維修工作后，也要依照制度規(guī)范做好記錄，方便日后發(fā)生問題時追究責任。

6 結(jié)語

繼電保護自動化裝置在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著極其重要的作用，一旦出現(xiàn)故障，會導致電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性大幅降低，進而對供電安全造成不利影響。要想提高繼電保護自動化設備的檢修效率，就必須從根源入手，歸納故障種類和成因，從而有針對性地給出梳理對策，確保電力系統(tǒng)能夠正常運行。