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电力系统继电保护的组成及故障分析
摘 要：电力在现代社会和生活中的作用非常重要，加强对电力系统的维护也就显得格外关键。继电保护装置在电力系统中占据着不可或缺的地位，它为电力设备的正常运转提供了重要保障。文章通过对电力系统中继电保护的组成进行论述，以及对常见故障进行详细分析，并提出了几点有效的故障处理措施。
关键词：继电保护;电力系统;组成;故障分析;
一、继电保护装置的组成
继电保护装置系统由测量采集部分、逻辑判断部分和出口执行部分组成。它的工作流程是：故障发生时，电网各处的电流或电压会发生异常;装设于相应节点的CT、PT等测量设备感受到故障电气量，经过转化后，通过二次电缆或光纤传送至继电保护装置;继电保护装置将二次电气量的大小与预设整定值进行比对;若二次电气量超出整定值且持续至整定时间，则保护装置会开放相应出口去执行跳闸或报警发信;反之，则保护装置不发指令或仅仅启动但又马上复归。
二、继电保护常见故障分析
(一)开关设备故障
开关设备故障多是因选用的开关不符合要求而造成的。常见的开关设备是负荷开关或熔断器与负荷开关的组合装置，这两种开关设备的作用地点和作用方式不同，如果在实际使用中开关选择不当，则会引发电路系统故障。
(二)电流互感饱和故障
如果电流互感器的额定电流出现异常变化，则表明电力系统的设备终端发生了短路故障。如果电流达到或接近电流互感器额定电流的近百倍，则说明短路故障可能发生在靠近终端设备区的位置;电流互感器因为时限过流保护装置动作而出现阻止动作时，多是因一般的线路短路而引起的电流感应饱和;如果整个配电系统断电，则可能是因为出现口线存在故障，进而引发配电所进口线保护动作。
(三)电网运行故障
电网运行故障是电力继电保护中最容易出现的故障，其最直接的表现是继电保护拒动或误动，比如电路局部温度过高，导致继电保护装置失灵;电压互感器的二次电压回路故障;主变差动保护开关拒合误动等。以电压互感器二次电压回路为例，在变压器和电磁型母线保护的零序电压值处理中，大多使用小刻度继电器或短接其中的电阻实现，这样可减小开口三角回路的阻抗。当供电系统电流增大时，长时间运行后会导致此处的断线圈被烧断，进而对继电保护动作造成影响。
(四)继电设备故障
继电设备问题多是因其设备质量没有完全达到相应的国家标准而引起的。如果常见的机电型、电磁型继电保护装置的整体性能较差，则会增加设备故障出现的概率;如果继电保护装置中晶体管的性能和质量较差，则会造成电网运行不协调，甚至导致误动或拒动等故障。
三、继电保护故障的处理方法和措施
(一)替换法
在电力继电保护的维修中，如果通过故障分析判断出其内元件或插件存在问题，则一般采用更新元件的方法代替检查。使用这种方法时，需要注意用于替换的元件或插件内的程序、跳线应与系统内元件或插件完全一致，从而可正常进行故障检测。这种方法简便省时，但会造成不必要的浪费。
(二)参照法
当故障是因接线错误而引起的，在定值校验的过程中出现测试值与预测值差距较大且无法对其原因进行判断时，多采用参数比较的方法。通过非正常设备与正常设备的技术参数比较，可判断故障发生的原因。比如在进行继电保护装置带负荷试验时，可以根据同类运行设备上的数据与试验数据进行对比，并根据微机保护液晶显示屏、指示灯等的情况逐项排除，从而缩小检测范围。
(三)短接法
线路短接法多用于电流回路开路、切换继电器不动作或电磁锁失灵等电力继电保护故障中，是用线短接将线路回路某一段短接，判断故障位置是否在短接线回路范围内，从而逐步缩小故障范围。
(四)直观检查
直观检查法适用于无法利用专业的电子仪器进行故障检测或无法替换元件的电力继电保护故障中。直观检查法是对故障处元件进行拆解，观察其内外部构造是否发生了物理改变，通过直观的判断寻找故障位置并进行维修。
(五)逐项拆除法
逐项拆除适用于电线回路故障检测，其操作方法是将并联在一起的二次回路拆开，再按原来的顺序逐个接回，在接回过程中，一旦出现故障，则证明故障发生于刚接回的线路中，进而可对此段线路进行仔细分析，确定电器故障点后，便可对故障进行维修。
四、继电保护今后的发展趋势
总的来说，继电保护的发展趋势应该朝着网络化、智能化、环保化的方向进行。
(一)网络化
电力系统各部分是紧密相连的，进行复杂故障判断需要基于全网信息进行，而目前仅差动保护和纵联保护略微达到这个要求。随着强大数据通信技术的出现，整个系统的继保装置必然打破现有的孤立状态、实现网络互联，这样就能使任意一个装置共享系统的所有故障信息，进而实现更加准确可靠的故障处理。
(二)智能化
主要指将人工智能技术植入保护装置，除实现常规的自动化功能外，如自动报警，自动识别故障及处理，还具备先进的自我诊断功能。
(三)环保化
环保问题已上升为全球问题，电力是最主要的二次能源，其利用同样应该执行环保策略。因此，今后的继电保护应实现电能在转化、传输及变电过尽可能少的损耗和浪费等。
总之，继电保护是电网中一项十分重要工作，它关系到电力设施的安全运行，必须引起足够的重视。因此相关电力部门应不断扩大电力系统继电保护的规模，引进更加成熟可靠的新技术，提高故障处理能力，保障电力系统的正常运行，使电力行业继电保护管理的水平更上一层楼。
参考文献：
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