刍议继电保护的问题分析
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【摘 要】继电保护对电力企业的安全有效运行影响重大，要确实保证电力企业的正常使用，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。本文笔者对继电保护的作常见问题及其处理方法，以及其技术发展前景进行分析。
【关键词】继电保护；常见问题；处理方法
引言
改革开放几十年来，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，加强对电力企业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。
1 继电保护常见问题
电压互感器二次电压回路在运行中出现问题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二次回路上的问题却不少见。由于PT二次电压回路上的问题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问题时，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，特别是在问题时，不但要求反映问题电流的大小，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。
针对目前继电保护装置自身的特点，造成了保护装置问题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，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，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。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，从而引起继电保护问题的发生。
2 电力企业继电保护常见问题的处理方法
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问题的元件，来判断它的好坏，可快速地缩小查找问题范围。这是处理综合自动化保护装置内部问题最常用方法。当一些保护问题，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。如问题消失，说明问题在换下来的元件内，否则还得继续在其他地方查问题。
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问题点。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问题。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。
2.3 短接法
将回路某一段或一部分用短接线接入为短接，来判断问题是存在短接线范围内，还是其他地方，以此来缩小问题范围。此法主要用于电磁锁失灵、电流回路开路、切换继电器不动作、判断控制等转换开关的接点是否好。
2.4 直观法
处理一些无法用仪器逐点测试，或某一插件问题一时无备品更换，而又想将问题排除的情况。10KV开关拒分或拒合问题处理。在操作命令下发后，观察到合闸接触器或跳闸线圈能动作，说明电气回路正常，问题存在机构内部。到现场如直接观察到继电器内部明显发黄，或哪个元器件发出浓烈的焦味等便可快速确认问题所在，更换损坏的元件即可。
2.5 逐项拆除法
将并联在一起的二次回路顺序脱开，然后再依次放回，一旦问题出现，就表明问题存在哪路。再在这一路内用同样方法查找更小的分支路，直至找到问题点。此法主要用于查直流接地，交流电源熔丝放不上等问题。如直流接地问题。先通过拉路法，根据负荷的重要性，分别短时拉开直流屏所供直流负荷各回路，切断时间不得超过3秒，当切除某一回路问题消失，则说明问题就在该回路之内，再进一步运用拉路法，确定问题所在支路。再将接地支路的电源端端子分别拆开，直至查到问题点。如电压互感器二次熔丝熔断，回路存在短路问题，或二次交流电压互串等，可从电压互感器二次短路相的总引出处将端子分离，此时问题消除。然后逐个恢复，直至问题出现，再分支路依次排查。如整套装置的保护熔丝熔断或电源空气开关合不上，则可通过各块插件的拔插排查，并结合观察熔丝熔断情况变化来缩小问题范围。
3 结束语
总之，继电保护对我国电力企业的安全运行，起着不可替代的作用， 是电力企业安全正常运行的重要保障。在我国经济持续发展，对电力要求不断增大的情况下，继电保护已经得到了广泛的应用，随着科学技术的不断进步，继电保护技术日益呈现出向化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展的趋势。要做好继电保护工作，就要从各方面对继电保护的基本任务和意义，以及起保护作用的继电保护装置有深刻的了解，并要及时掌握未来技术发展的方向。