电气工程中电气继电保护的常见故障及维修策略分析

电气继电保护系统是电力系统中重要的安全设备，它能够及时检测电气设备的异常情况并采取相应的措施进行保护。然而，电气继电保护系统在长时间的运行过程中，难免会发生各类故障，从而影响电力系统的安全、稳定运行。因此，对继电保护的常见故障类型、成因和维护对策进行研究，是保证电网安全可靠的关键。

一、电气继电保护的定义及其工作原理与应用

（一）电气继电保护的定义

电气继电保护，是指在电力系统发生故障或异常情况时，通过一系列的检测、判断、执行等操作，自动地切断故障部分或发出警报，以保证电力系统正常运行的一种保护措施。继电保护装置是这种保护措施的核心部分，它能够实时监测电力系统的运行状态，当出现异常或故障时，迅速、准确地发出控制信号，使电力系统中的断路器跳闸或进行其他相应的操作，从而缩小故障范围，保护电气设备免受损坏，确保电力系统安全、稳定、可靠地运行。

（二）电气继电保护的工作原理

电气继电保护的工作原理主要基于电磁感应定律和基尔霍夫定律等电磁学原理。当电力系统正常运行时，继电保护装置通过检测各种电气参数（如电流、电压、功率因数等）来判断系统是否正常。一旦出现异常或故障，继电保护装置会立即感知到这种变化，并通过内部的逻辑判断单元进行分析和处理。如果判断为需要切断故障部分，则发出控制信号，使相应的断路器跳闸，从而隔离故障部分。同时，继电保护装置还会根据故障类型和级别，发出不同的警报信号，通知运行人员及时处理。

（三）电气继电保护的优点

1.快速性：继电保护装置能够在极短的时间内检测出故障并采取相应的措施进行保护，从而缩小故障范围，减少对电气设备的损伤。

2.准确性：继电保护装置通过实时监测电力系统的运行状态和各种电气参数来判断是否出现异常或故障，其判断结果准确可靠。

3.可靠性：继电保护装置具有高度的可靠性，能够在各种复杂的环境下稳定地工作。同时，其具有自检功能，能够及时发现并修复自身的故障。

二、电气工程中电气继电保护的常见故障

（一）过电流故障

该故障是火电厂继电保护系统中常见的故障。它主要由负载设备短路、保护装置误动等原因引起。在负载装置中若出现短路，将使其电流急剧增加，甚至超出额定电流，造成过流故障。另外，保护设备误动还会引起过流故障，比如把正常的运行电流错当成故障电流，由此误动保护设备。

（二）电压互感器故障

电压互感器是继电保护系统的重要设备，其作用是把高压信号转化成低压，送到保护装置进行检测、判断。变压器的常见故障有短路、断路、绝缘损伤等。比如变压器的绝缘破损，就可能造成信号泄漏或干扰，造成保护设备误动或拒动。

（三）电流互感器故障

电流互感器用于将高电流信号转换为低电流信号，供保护装置进行测量和判断。变压器的常见故障有短路、断路、绝缘损伤等。在实际应用中，由于变压器开路，可能造成信号中断，使保护设备得不到精确的电流，进而影响变压器的正常工作。

三、电气工程中电气继电保护故障的维修策略

（一）经验判断法

经验判断法，经验判断法是技术工作人员在系统中充分利用自己所积累的故障诊断经验来检查故障。该故障诊断方法确实在实际中得到了有效地运用。然而，对故障诊断的要求往往很高，必须长时间地在一线工作，开展故障诊断工作，从而为电厂的继电保护系统提供更多的故障诊断经验。同时，对继电保护的运行机制也要有较全面、精确了解，因此，对继电保护的运行机制也要有较深了解。只有这样，在实践中，故障诊断人员才能全面了解继电保护装置的工作状况，才能科学地判断出故障的种类、发生的原因等，从而使故障问题得到有效地解决。然而，由于传统诊断方式容易受到主观因素影响，导致诊断结果不够精确，因此，必须加强对诊断人员的业务素质、专业素质等方面的训练，以最大程度地降低人为因素导致的诊断问题。

（二）元件替代法

元件在继电保护设备中占有重要位置，其常见的故障多与其内部元件有直接的关系。对于电气继电保护设备来说，微机保护是整个系统的核心，在日常的继电保护维护过程中，如果工作人员能够凭借丰富的工作经验，就能够准确地判断出内部的元件或插件的故障类型，应该及时地通过元件更新法或元件替换方法，挑选出同样的、符合要求的部件来替换出现故障的部件，如果替换之后，该系统能够恢复正常地运行，那么说明该处的器件或者插件已经出现故障。当防护设备中个别部件因质量差、老化等因素影响其传导性能时，其传导性能不明显，甚至无法传导，造成整体保护无法正常工作。当检修人员发现故障后需要更换新的部件，才能恢复正常工作。

（三）参数比较法

在对电气继电保护装置进行检查之后，发现线路系统设备的故障是由于接线问题引起的，需要对接线端的功率值进行测定，若预测值与实测值相差很大，就会影响到判断故障的精度，这时可以使用对比参数维护方法。通过将实测的测试数据和其他设备参数进行对比，将正常的和异常的设备的同一部分、同一部件的测试参数进行比较，在误差的容许范围之内，若参数一致，就表示线路的运行状况良好；若这些参数相差太大，就可能出现电路故障。比如，在测试完负载之后，把测试结果和正常数据参数进行对比，然后根据计算机保护LCD 显示的数据和有关指示灯的显示状况，来判断故障，从而达到对故障的高效维护。

（四）分段处理

根据故障表现分析，将整个继电保护系统分为多个独立的分段，每个分段内包含一个或多个继电器及相关联的线路、传感器等设备，将工作人员分组，每组负责一个分段的检测和处理工作。明确检查内容和顺序，第一组工作人员开始检测和处理第一个分段，其他组待命。第一组在分段内进行全面检查，包括视检、参数检测、组件检测等，发现问题后进行修复，完成后第一步验收分段功能。第一组结束后，第二组开始检测和处理第二个分段，依此类推，每个分组按顺序独立处理分配的分段。分段处理也包含两种情况，第一，高频保护收发信机失常或者预警信号无法识别，面对这一故障，那么就要先进行分段处理，先要脱开通道，防止串联，然后接入75Ω 的负载，接下来就要对发信机的内部结构进行诊断，诊断其运行是否正常，故障点是否在发信机内部。在诊断完成后要接入通道，对通道接收信号的电平差进行检测，分析电缆运行情况，找出故障点。第二，远动和光纤通道的故障，采用分段探测方法，是首先切断通道端口，打开内回路，检查设备内部的状况，再迅速与外部环路连接，检查设备的信号接收状况，以此来判断通道有没有故障，若有故障，就能确定故障点的准确位置。在完成各个环节工作之后，完成整体的功能试验，并根据试验的结果进行相应修正和改进，完成整个故障处理流程。分段处理可以提高工作效率，缩短整体处理时间，且互不影响，安全可靠。

结论：总而言之，电气继电保护装置的失效会对电网的正常运行造成很大影响，所以有必要对其常见的故障类型及维修策略进行深入研究。只有对其进行正确的故障分析与维护，才能保证电力系统的安全、稳定运行。在今后工作中，可对现行的维修策略进行深入研究与完善，以提升电气继电保护的可靠性与管理水平。

参考文献

[1]李彬,袁振华.电气工程中电气继电保护的常见故障及维修策略分析[J].电气技术与经济,2023(10):344-347.

[2]主坤艳.电气工程中的继电保护故障与对策分析[J].集成电路应用,2023,40(07):116-117.