继电保护方向论文

浅谈电力系统继电保护作用、常见故障及处理方法

摘要：继电保护对电力系统的安全有效运行影响重大,要确实保证电力系统的正常使用,就要在保护措施上做好工作,而继电保护是其中最主要,最有效的方式。因此,为保障电力系统的安全运行,必须对继电保护有一定的了解,才能有效使用。本文将对继电保护的作常见故障及其处理方法,以及其技术发展前景进行分析。

关键词:电力系统，继电保护，常见故障，处理方法，前景

目录

第1章 电力系统继电保护的作用与意义

1、继电保护在店里系统安全运行中的主要作用

1.1 保障电力系统的安全性

1.2 对电力系统的不正常工作进行提示

1.3 对电力系统的运行进行进行监控

第2章 电力系统继电保护的组成、任务及基本要求

1、电力系统继电保护的组成

1.1 测量元件

1.2 逻辑元件

1.3 动作元件

2、电力系统继电保护的任务

2.1监视电力系统的正常运行

2.2反应电气设备的不正常工作情况

2.3实现电力系统的自动化和远程操作，以及工业生产的自动控制

3、电力系统继电保护装置的基本要求

引言

电力在现代社会各方面起着重大的作用,没有电力的支持,社会生活和生产根本就无法正常进行。基于电力在现代社会中的重要性,对电力的维护就显得格外重要。而对电力维护起重要作用的继电保护,则是电力系统能否正常工作的关键。继电保护设施的正常运转,技术运用与发展对电力系统的运行影响重大。如何确保继电保护设施和技术的可靠性和有效性,是电力系统应该着重关注的,也是社会各界所关注的问题。改革开放30年来,中国的市场经济得到快速的发展,我国的经济建设取得了举世瞩目的成就。随着经济的发展,对电力的需求越来越大,电力供应开始出现紧张,在很多地方都出现了供电危机,使其不得不采取限电、停电等措施,以缓解电力供应的紧张。在如此严峻的形式下,加强对电力系统的安全维护至关重要,而继电保护正是其中主要的保护手段之一。以下是我对电力系统继电保护的作用、常见故障及其处理方法的见解与心得。

第1章 电力系统继电保护的作用与意义

随着电力系统的高速发展和计算机技术,通讯技术的进步,继电保护向着计算机化、网络化,保护、测量、控制、数据通信一体化和人工智能化方向进一步快速发展。与此同时越来越多的新技术、新理论将应用于继电保护领域,这要求我们继电保护工作者不断求学、探索和进取,达到提高供电可靠性的目的,保障电网安全稳定运行。

1、继电保护在电力系统安全运行中的主要做用

1.1 保障电力系统的安全性。当被保护的电力系统元件发生故障时,应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令,使故障元件及时从电力系统中断开,以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏,降低对电力系统安全供电的影响,并满足电力系统的某些特定要求(如保持电力系统的暂态稳定性等)。

1.2 对电力系统的不正常工作进行提示。反应电气设备的不正常工作情况,并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同(例如有无经常值班人员)发出信号,以便值班人员进行处理,或由装置自动地进行调整,或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。反应不正常工作情况的继电保护装置允许带一定的延时动作。

1.3 对电力系统的运行进行监控。继电保护不仅仅是一个事故处理与反应装置,同时也是监控电力系统正常运行的装置。

继电保护的顺利开展在消除电力故障的同时,对社会生活秩序的正常化,经济生产的正常化做出了贡献。不仅确保社会生活和经济的正常运转,还从一定程度上保证了社会的稳定,人们生命财产的安全。前些年北美大规模停电断电事故,就造成了巨大的经济损失,引发了社会的动荡,严重的威胁到了人们生命财产的安全。可见,电力系统的安全与否,不仅仅是照明失效的问题,更是社会安定、人们生命安全的问题。所以,继电保护的有效性,就给社会各方面带来了重大的影响。

第2章 电力系统继电保护的组成及任务

1、电力系统继电保护的组成。

电力系统继电保护一般由测量元件、逻辑元件及动作元件三部分组成。

1.1 测量元件。测量从被保护对象出入的有关物理量，如电流、电压、阻抗、功率方向等。并与已给定的整定值进行比较，根据比较结果给出“是”、“非”、“大于”、“不大于”等具有“0、或“1”性质的一组逻辑信号，从而判断保护是否应该启动。

1.2 逻辑元件。根据测量部分输出量得大小、性质、输出的逻辑状态，出现的顺序或它们的组合，是保护装置按一定的布尔逻辑及逻辑工作，最后确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行元件。

1.3 动作元件。根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。

2、电力系统继电保护的任务

2.1 监视电力系统的正常运行。当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响。当系统和设备发生的故障足以损坏设备或危及电网安全时，继电保护装置能最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响。（如：单相接地、变压器轻、重瓦斯信号、变压器温升过高等）。

2.2 反应电气设备的不正常工作情况。反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出信号，提示值班员迅速采取措施，使之尽快恢复正常，或由装置自动地进行调整，或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。反应不正常工作情况的继电保护装置允许带一定的延时动作。

2.3 实现电力系统的自动化和远程操作，以及工业生产的自动控制。如：自动重合闸、备用电源自动投入、遥控、遥测等。

3、电力系统继电保护装置的基本要求

继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求：这四“性”之间紧密联系，既矛盾又统一。

3.1 动作选择性。指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备保护、线路保护或断路器失灵保护来切除故障。上、下级电网（包括同级）继电保护之间的整定，应遵循逐级配合的原则，以保证电网发生故障时有选择性地切除故障。切断系统中的故障部分，而其它非故障部分仍然继续供电。

3.2 动作速动性。指保护装置应尽快切除短路故障，其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用设备自动投入的效果。

3.3 动作灵敏性。指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数（规程中有具体规定）。通过继电保护的整定值来实现。整定值的校验一般一年进行一次。

3.4 动作可靠性。指继电保护装置在保护范围内该动作时应可靠动作，在正常运行状态时，不该动作时应可靠不动作。任何电力设备（线路、母线、变压器等）都不允许在无继电保护的状态下运行，可靠性是对继电保护装置性能的最根本的要求。

第3章 电力系统继电保护常见故障种类及其处理方法

1、继电保护常见故障

电压互感器二次电压回路在运行中出现故障是继电保护工作中的一个薄弱环节。作为继电保护测量设备的起始点,电压互感器对二次系统的正常运行非常重要,PT二次回路设备不多,接线也不复杂,但PT二次回路上的故障却不少见。由于PT二次电压回路上的故障而导致的严重后果是保护误动或拒动。据运行经验,PT二次电压回路异常主要集中在以下几方面:PT二次中性点接地方式异常;表现为二次未接地(虚接)或多点接地。二次未接地(虚接)除了变电站接地网的原因,更多是由接线工艺引起的。这样PT二次接地相与地网间产生电压,该电压由各相电压不平衡程度和接触电阻决定。这个电压叠加到保护装置各相电压上,使各相电压产生幅值和相位变化,引起阻抗元件和方向元件拒动或误动。PT开口三角电压回路异常;PT开口三角电压回路断线,有机械上的原因,短路则与某些习惯做法有关。在电磁型母线、变压器保护中,为达到零序电压定值,往往将电压继电器中限流电阻短接,有的使用小刻度的电流继电器,大大减小了开口三角回路阻抗。当变电站内或出口接地故障时,零序电压较大,回路负荷阻抗较小,回路电流较大,电压(流)继电器线圈过热后绝缘破坏发生短路。短路持续时间过长就会烧断线圈,使PT开口三角电压回路在该处断线,这种情况在许多地区发生过。PT二次失压;PT二次失压是困扰使用电压保护的经典问题,纠其根本就是各类开断设备性能和二次回路不完善引起的。

电流互感器是供给继电保护和监控系统判别系统运行状态的重要组件。作为继电保护对电流互感器的基本要求就是电流互感器能够真实地反映一次电流的波形,特别是在故障时,不但要求反映故障电流的大小,还要求反映电流的相位和波形,甚至是反映电流的变化率。而传统的电磁式电流互感器是利用电磁感应原理通过铁心耦合实现一、二次电流变换的。由于铁心具有磁饱和特性,是非线性组件,当一次电流很大,特别是一次电流中非周期分量的存在将使严重饱和,励磁电流成几十倍、几百倍增加,而且含有大量非周期分量和高次谐波分量,造成二次电流严重失真,严重影响了继电保护的正确动作。由电工基础理论可知,电流互感器在严重饱和时,其一次电流中的直流分量很大,使其波形偏于时间轴的一侧。铁心中有剩磁,且剩磁方向与励磁电流中直流分量产生的磁通方向相同,在短路电流直流分量和剩磁的共同作用下,铁心在短路后不到半个周期就饱和了。于是,一次电流全部变为励磁电流,二次电流几乎为0。由于电流互感器严重饱和,使其传变特性变差甚至输出为0,才导致了断路器保护的拒动,引起主变压器后备保护越级跳闸。

针对目前微机继电保护装置自身的特点,造成了微机保护装置故障一般有以下这些原因:电源问题,比如电源输出功率的不足会造成输出电压下降,若电压下降过大,会导致比较电路基准值的变化,充电电路时间变短等一系列问题,从而影响到微机保护的逻辑配合,甚至逻辑功能判断失误。尤其是在事故发生时有出口继电器、信号继电器、重动继电器等相继动作,要求电源输出有足够的功率。如果现场发生事故时,微机保护出现无法给出后台信号或是重合闸无法实现等现象,应考虑电源的输出功率是否因元件老化而下降。对逆变电源应加强现场管理,在定期检验时一定要按规程进行逆变电源检验。干扰和绝缘问题,微机保护的抗干扰性能较差,对讲机和其他无线通信设备在保护屏附近使用,会导致一些逻辑元件误动作。微机保护装置的集成度高,布线紧密。长期运行后,由于静电作用使插件的接线焊点周围聚集大量静电尘埃,可使两焊点之间形成了导电通道,从而引起继电保护故障的发生。

2、电力系统继电保护常见故障的处理方法

2.1 替换法。用好的或认为正常的相同元件代替怀疑的或认为有故障的元件,来判断它的好坏,可快速地缩小查找故障范围。这是处理综合自动化保护装置内部故障最常用方法。当一些微机保护故障,或一些内部回路复杂的单元继电器,可用附近备用或暂时处于检修的插件、继电器取代它。如故障消失,说明故障在换下来的元件内,否则还得继续在其他地方查故障。2.2参照法.通过正常与非正常设备的技术参数对照,从不同处找出不正常设备的故障点。此法主要用于查认为接线错误,定值校验过程中发现测试值与预想值有较大出入又无法断定原因之类的故障。在进行回路改造和设备更换后二次接线不能正确恢复时,可参照同类设备接线。在继电器定值校验时,如发现某一只继电器测试值与其整定值相差甚远,此时不可轻易判断此继电器特性不好,或马上去调整继电器上的刻度值,可用同只表计去测量其他相同回路的同类继电器进行比较。