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摘要：继电保护与故障检测直接影响着电力系统的安全、可靠、稳定运行，本文从继电保护的分类出发，在分析继电保护常见故障的基础上提出实际中常用的故障检测法。
关键词：电力系统；继电保护；故障检测
电力资源是人类生产生活必不可少的一部分，当前，随着电力系统规模的不断加大，其故障几率也越来越多，继电保护作为电力系统自动检测、控制与保护的装置，是电力系统持续稳定运行的重要保障，因此对继电保护工作者，明确继电保护常见故障及其检测方法，从而快速有效地处理好故障，以减少故障造成的电气设备损坏和整个电力系统运行安全的影响，严防重大运行故障和安全事故的发生，意义深远。现就此问题进行粗浅探讨，以供参考。
1 继电保护的分类
继电保护是通过研究电力故障来研究和分析其自动化保护措施，以达到系统安全防护作用，从上世纪50年代至90年代末，其共经历了电磁式保护、晶体管式继电保护、集成电路保护、微机继电保护四个阶段，从电力专业技术而言，其分类具体如下：（1）从功能与作用角度划分，继电保护主要含异常动作保护、短路故障保护等项目，前者多指失磁、过载与低频等，后者则是指系统保护、设备保护等。（2）从保护对象角度划分，继电保护主要含主设备保护、输电线保护等，变压器发电机与母线为具体保护对象。（3）从动作原理角度划分，继电保护的形式主要含过电压、过电流、远距离保护、大功率等，客观反映继电保护多样性的性能特征。（4）从装置结构角度划分，继电保护主要含数字保护、模拟式保护计算保护、信号保护等。在实际中，当选用继电保护装置时，必须注重结合继电保护的实际类型和功能要求进行合理选择。
2 继电保护常见故障分析
2.1 继电保护装置设施本身出现的故障
此类故障主要表现在如下两方面，一是所选择的继电保护设施设备存在诸如元件精度不够、质量不合格等缺陷，如由于开关保护设施设备选择不恰当所引起的继电保护故障。二是所选择使用的继电保护设施设备因与整个电力系统不和谐、不合适而引发故障。造成此类故障的原因较多，如采购继电保护装置时没有进行严格的检验和筛选，装置质量不过关；装置长时间使用而没有及时进行设施设备更新；忽略继电保护装置的检修，等等。此外，继电保护装置对组成的零部件和元件的质量、精度等方面都有严格要求，若采用的零部件质量不达标常常会造成内部元器件发热、不稳定、设计不合理等因素，进而使得继电保护装置发生故障的几率大大提升。另外，继电保护装置还要与电力系统相匹配，否则两者一旦不能良好的结合在一起，即便选用的继电保护装置精度再高、灵敏性再好的也难以发挥自身作用，同时还会增大故障发生几率。
2.2 继电保护运行过程中出现的故障
此类型故障破坏性最大，也最为常见，继电保护装置在各个方面均有可能发生该类型故障。如长时间运行后，电线网络线路会因为发热而使得局部温度异常，进而可能影响到继电保护的功能，如降低继电保护装置的反应灵敏度甚至造成其失灵等，造成巨大的损失。同时，常见的运行中故障还有电压互感器在运行过程中出现的二次电压回路故障。电压互感器是继电保护装置的起点，在很大程度上直接影响着电力二次系统的正常运作，其故障主要表现为两大方面，一是二次中性点接地方式异常。在出现多点接地的情况下，电压互感器二次接地以及电网之间将会产生电压，保护装置各相电压上叠加电压，导致各相电压出现幅值或者出现相位变化，造成方向元件与阻抗元件出现误动；二是电压互感器开口三角电压回路异常。在出口接地出现故障时，会增大零序电压，回路电流随着回路负荷的阻抗的减小而增大，引发电压继电器短路现象，从而造成电器开口三角电压回路故障。
2.3 继电保护存在的隐形
所谓隐形故障，也就是很难被察觉到的故障，有关统计数据表明，70%以上的大规模停电事故或电力保护系统运行故障，都与继电保护的隐形故障有关。与上述两种故障不同，隐形故障发生的原因多为外部环境的变化累积及时间的推移，是由一定的量变转化为质变引起的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如设施设备的组成零部件随着时间的推移而老化，当老化到一定程度时就会影响继电保护装置的精度和灵敏性，从而引发故障。同时，空气湿度、气温高低外部环境的变化也会对继电保护装置产生影响，增大隐形故障发生的概率。甚至不同操作人员的不同操作方法也都可能引起隐形故障，因此工作人员要定时定期做好检测、维修、保养等工作，并严格按照操作的相关标准或规程进行操作。
3 继电保护故障检测方法
在继电保护故障检测过程中，可采用的检测方法很多，如替换法、参照法、短接断开法、直观法和逐项拆除法等，具体如下：
（1）替换法检查。
采用该法进行检测时，一般通过采用使用正常的元件或是新元件来替代可能出现故障的元件来判断元件是否出现问题。此方法不但能在一定程度上有效缩短故障范围，还能进行自动化保护处理。
（2）参照法。
此方法主要是通过正常及非正常技术之间的参数进行对照找出故障点，一般而言，参照法常用于判断接线错误中，尤其是在定值校正过程中，实际使用中知道测试值和预想值出入，但又无法判定故障原因时同过应用此法可作出判断。解决这类故障时就可以更换设备或是回路改造，若仍不能处理相应故障，可以用同类设备接线方式进行调整。在校正继电器定值且测试值与整定值存在较大差距时，可使用同样的表计去测量与其有相同回路且同类的继电器进行比较，而不能直接调整继电器刻度或是对继电器性能进行判断。
（3）短接断开法。
此方法主要是将回路某一部分或某一段用短接线实施认为断开或短接，来对故障是否存在于断开线或短接线范围内作出判断，从而缩小故障范围。实际中，刀闸操作、电气闭锁、切换继电器不动作、电流回路开路、判断转移及辅助开关、把手接地的切换是否良好等问题常用该法进行检测，对于不该闭合而闭合的接点采用断开法，该闭合而未闭合接点则采用短接法。
（4）直观法。
此方法常用于对无用仪器的故障检测，故障处理过程中电压开关一般会出现据分或是据合现象，在此情况下，只需仔细观察好相应合闸接触器或是跳闸线圈动作，就可判断回路中是否存在故障且故障是否存在机构内部。一般而言，若闻到某个元件有浓重的烧焦味道或发现继电器内部有发黄现象，则可立即判定出此为故障位置，然后及时更换元件。
（5）逐项拆除法。
此方法主要是将并联在一起的二次回路脱开后再按照相应顺序放回去，如此一旦出现故障出现则能立即找到。这样在同一线路使用同样的方法就能找出分支路，直到找到相应故障点为止。一般而言该方法主要用于直流接电的故障查找，在实际工作中若遇到直流故障，可以通过拉路法直接拉开直流屏来减少回流负荷，但必须在3S内完成。若切除某一回路后其故障消失，则说明故障就可能存在回路中，这样可以再次用拉路法来查找故障点，并逐渐恢复二次短路相中的端子。当然，在此基础上还应逐步排查好各支路，直至整个系统无故障为止，以此确保供电系统的正常运行。
（6）网络化继电保护与故障检测
微机保护装置网络化，为将电力系统继电保护各主要设备的每一点保护装置都进行差动和纵联串联保护，由主站统一协调管理提供了数据通讯、处理、上传等通信支持。可以根据继电保护装置反应的保护安装处的电气量，实时准确检测和判断出发生故障的位置、性质、原因及故障参数，及时向相应的保护装置发出指令，快速准确的切除故障元件，缩小故障范围，提高整个系统运行的安全性、可靠性和稳定性。
（7）自适应控制继电保护与故障检测
自适应继电保护能实时检测电力系统运行方式与故障状态变化，并随其变化自动改变保护性能、特性或定值，尽可能使保护适应电力系统的各种变化，从而改善了输电线路距离保护、发电机保护、变压器保护及自动重合闸等系统响应与保护的性能，增强了系统的可靠性。
（8）人工神经网络继电保护与故障检测
人工神经网络（ANN）故障检测是基于生物神经系统的神经网络、进化规划、遗传算法、模糊逻辑等人工智能技术在电力系统保护领域的成功应用。利用其具有的自组织、自学习、自适应和模式识别能力以及分布式信息存储和并行处理等特点，电力系统继电保护实现了用人工神经网络判别故障类型、测定故障距离、确定保护方向和主设备保护。如用BP模型做为方向保护的方向判别元件，能准确、快速地判别出故障的方向，进行高压输电线路的方向保护。
4结束语
继电保护与故障检测对电力系统安全、可靠、稳定运行发挥着极其重要的作用。小电流接地系统的空间电磁场探测故障支路与故障点和多分辨分析小波接地选线识别故障支路与故障接地相等故障检测新方法，是实现快速检测和识别小电流接地系统故障支路、故障点及故障接地相提高电网设备管理维护的继电保护和故障检测分析水平的可行方法。随着电力系统向微机化、数字化、自动化和网络化发展和数字化变电站、无人值班变电站及特高压电网的建设运行，继电保护及故障检测也需逐步向控制、测量、保护、智能、网络、数据通信一体化发展。
参考文献
[1]吕建刚，马宏斌.电力继电保护故障检测与维修分析[J].科技创新与应用，2014（31）.
[2]印强.试析电力继电保护故障的检测与维修技术[J].黑龙江科技信息，2013（32）.
[3]王京阳.继电保护故障分析与处理[J].科技创新与应用，2012（27）.
论文作者:柳耀权,王盼盼
论文发表刊物:《电力技术》2016年第11期
论文发表时间:2017/3/1
标签：故障论文; 继电保护论文; 回路论文; 保护装置论文; 电力系统论文; 继电论文; 元件论文; 《电力技术》2016年第11期论文;