电气工程继电保护中的故障与处理技术

引言

电力系统作为现代社会不可或缺的基础设施，其安全、稳定、经济运行是国民经济发展的重要保障。在构成电力系统的众多环节中，继电保护系统扮演着“安全卫士”的角色。它的核心任务是实时监测电力系统中各元件（如发电机、变压器、输电线路、母线等）的运行状态，当系统发生故障或出现异常工况时，能自动、迅速、有选择性地将故障设备从系统中切除，从而最大限度地减少故障设备损坏程度，降低对电力系统安全供电的影响，保证系统非故障部分的正常运行。

一、 继电保护系统的常见故障类型分析

1. 保护装置硬件故障

保护装置作为继电保护系统的核心组成部分，其硬件故障较为常见。例如，电路板上的电子元件老化、损坏，可能导致装置的运算能力下降、逻辑判断出错。像电阻器的阻值漂移、电容器的容量变化等，都可能影响保护装置对电气量的准确采集和处理。此外，装置的电源模块故障也不容忽视，电源不稳定会使整个保护装置无法正常工作，出现误动作或拒动作的情况。比如，电源模块中的滤波电容损坏，可能会引入电源干扰，导致保护装置误判。

2. 二次回路故障

二次回路是继电保护系统中连接一次设备和保护装置的重要环节，其故障会直接影响保护系统的正常运行。常见的二次回路故障包括回路短路、断路以及绝缘损坏等。回路短路可能是由于导线绝缘层破损、接线错误等原因引起的，短路会使二次回路中的电流异常增大，导致保护装置误动作。回路断路则可能是由于端子松动、导线断裂等原因造成的，断路会使保护装置无法获取准确的电气量信息，从而导致拒动作。绝缘损坏会使二次回路中的信号受到干扰，影响保护装置的判断准确性。例如，电缆的绝缘层受潮或老化，会使电缆的绝缘电阻下降，从而引入干扰信号。

3. 软件故障

随着继电保护系统的智能化发展，软件在保护装置中的作用越来越重要。软件故障可能是由于程序设计缺陷、软件版本不兼容、数据传输错误等原因引起的。程序设计缺陷可能导致保护装置在某些特定工况下出现误动作或拒动作。例如，程序中的逻辑判断错误，可能会使保护装置在正常运行时误判为故障状态。软件版本不兼容可能会导致保护装置与其他设备之间的通信出现问题，影响整个继电保护系统的协同工作。数据传输错误可能是由于通信线路干扰、通信协议不匹配等原因引起的，错误的数据会使保护装置做出错误的决策。

4. 人为因素导致的故障

人为因素也是继电保护系统故障的一个重要原因。在设备安装、调试、维护和检修过程中，操作人员的误操作、误接线等都可能导致保护系统故障。例如，在安装过程中，接线错误可能会使保护装置无法正常工作。在调试过程中，参数设置错误可能会使保护装置的动作特性不符合设计要求。此外，维护和检修人员的责任心不强、技术水平不高，也可能导致故障隐患未能及时发现和排除。比如，在定期巡检中，未能及时发现设备的异常情况，从而使故障进一步发展。

二、 继电保护故障的处理技术

1. 直观检查法

直观检查法是处理继电保护故障最基础的方法。当继电保护系统出现故障时，检修人员首先可以通过直接观察设备的外观来查找问题。查看保护装置是否有明显的损坏，如电路板上是否有烧焦的痕迹、元件是否有破裂等；检查二次回路的接线是否松动、脱落或有明显的破损；观察继电器的触点是否有烧蚀现象。这种方法简单直接，能够快速定位一些较为明显的故障，为后续的检修工作提供初步

的方向。

2. 替换法

替换法是一种高效的故障处理手段。当怀疑某个元件或模块出现故障时，可以用相同规格、性能良好的元件或模块替换可疑部件。例如，如果怀疑保护装置中的某个插件存在故障，可以用备用的插件进行替换。若替换后故障消失，则说明被替换的部件是故障源；若故障依旧存在，则需要进一步排查其他部件。这种方法可以避免对故障部件进行复杂的检测和维修，节省检修时间，尤其适用于一些难以通过常规检测手段确定故障的情况。

3. 试验法

试验法是通过对继电保护系统进行各种试验来查找故障。可以对保护装置进行静态试验，测试其基本性能参数，如动作值、返回值、动作时间等，检查这些参数是否符合设计要求。如果参数不符合要求，则说明保护装置可能存在故障。还可以进行动态试验，模拟系统的实际运行情况，观察保护装置在不同工况下的动作情况。通过试验法可以全面、深入地了解保护装置的工作状态，准确判断故障的位置和原因，为故障的修复提供科学依据。同时，试验法也可以用于对修复后的保护装置进行性能验证，确保其能够正常工作。

4. 分析法

分析法是基于对继电保护系统的原理、结构和运行数据的深入分析来查找故障。检修人员可以根据保护装置的动作记录、故障录波数据等信息，结合系统的运行方式和故障发生时的具体情况，进行逻辑推理和分析。例如，根据故障发生时保护装置的动作顺序和动作时间，判断是否存在误动作或拒动作的情况；通过分析故障录波图中的电流、电压波形，确定故障的类型和位置。分析法需要检修人员具备扎实的专业知识和丰富的实践经验，能够从大量的数据和信息中提取有用的线索，准确判断故障的根源。

5. 通信排查法

对于涉及通信问题的继电保护故障，通信排查法是必不可少的。首先检查通信线路的连接是否正常，确保线路没有松动、破损或接触不良的情况。然后对通信协议进行检查，确认保护装置与其他设备之间使用的通信协议是否一致，参数设置是否正确。可以通过通信测试工具对通信链路进行测试，检查数据传输的准确性和稳定性。如果发现通信故障，需要及时调整通信参数或修复通信线路，以保证保护装置与其他设备之间的正常通信，确保整个继电保护系统的协同工作。

三、结论

继电保护系统作为电力系统安全稳定运行的关键保障，是维护电网安全的最后一道重要防线，其自身的运行状态和健康水平直接关系到整个电网的可靠性。本文通过深入研究，系统性地分析了继电保护系统在多个关键环节存在的潜在故障风险，包括保护装置硬件与软件的设计缺陷、二次回路的接线隐患、通信系统的传输可靠性等问题。针对这些复杂的故障风险，传统的故障处理技术主要依赖于事后对故障录波信息和事件记录的精确解析与研判，这种方法虽然存在一定的滞后性，但凭借其准确性和可靠性，仍然是当前电力系统定位故障原因、解决运行问题的不可或缺的核心技术手段。

参考文献：

[1]王一帆. 电气工程继电保护故障与处理技术 [J]. 低碳世界, 2025, 15 (09): 58-60.

[2]葛力力. 电气工程继电保护中的故障与处理技术 [J]. 通讯世界, 2025, 32 (06): 82-84.

[3]杨小娟. 电气工程中继电保护的故障诊断与处理对策 [J]. 电子技术与软件工程, 2021, (19):244-245.

作者简介：张英龙、1989 年、男、汉族、天津人、职称：助理电气工程师研究方向为电气工程