引言
随着电力系统规模的不断扩大和复杂化，火电厂继电保护系统的稳定性和可靠性日益受到重视。保护系统的准确性和及时性直接影响着电网的安全运行。在实际运行中火电厂继电保护系统仍然面临着各种故障和问题，如误报警、漏报警等，严重影响了电网的稳定性和经济性。因此，研究火电厂继电保护系统的故障诊断与处理技术具有重要意义。
一、火电厂继电保护系统的组成
火电厂的继电保护系统主要由测量元件、逻辑判断元件和执行元件等核心部分构成[1]，测量元件负责实时采集电力系统的电气量，为逻辑判断提供数据基础。逻辑判断元件则根据测量元件提供的数据，结合预设的保护逻辑，判断系统是否发生故障或异常。一旦判定出现故障，执行元件会立即动作，如切断故障电路或发送警报信号，以防止故障扩大并保护设备安全。继电保护系统还包括辅助设备，如电源装置、通信接口等，以支持系统的正常运行和与其他系统的协同工作。整个系统协同作用，为火电厂的安全运行提供坚实保障。
图1 继电保护系统
二、火电厂继电保护系统的常见故障
（一）电源故障
电源作为整个继电保护系统的动力来源，其稳定性与可靠性直接关系到系统的正常运行。一旦电源出现故障，整个继电保护系统就失去功能，严重时甚至导致设备损坏或火灾事故。电源故障的常见表现包括电源模块损坏、电源电压不稳、电源线路短路等。电源模块损坏是由于长期使用、过热或过流等因素导致；电源电压不稳则是由于供电系统的问题或电源本身的设计缺陷所致；电源线路短路则是由于线路老化、接触不良或外界因素干扰等造成。电源故障的发生不仅会影响继电保护系统的正常工作，还对火电厂的整个电力系统造成威胁。
图2 电源故障示意图
（二）二次回路故障
二次回路是连接保护装置与被保护设备的重要通道，其正常运行对于保护功能的实现至关重要[2]。然而，由于二次回路涉及的设备和元件较多，且其结构复杂，因此容易出现各种故障。二次回路故障的常见原因包括线路老化、接触不良、元件损坏等。这些故障导致保护信号传输不畅或失真，进而影响保护装置的判断和动作。二次回路还受到电磁干扰、环境温度等因素的影响，导致其工作不稳定或误动作。二次回路故障的发生具有隐蔽性和复杂性，给故障排查和处理带来了一定的难度。
图3 二次回路故障模拟图
（三）互感器故障
互感器是火电厂继电保护系统中的关键元件之一，其作用是将高电压或大电流转换为低电压或小电流，以便保护装置进行采样和判断。互感器故障的常见原因包括绝缘老化、磁路饱和、二次开路等。绝缘老化是由于长期运行、环境因素或制造工艺不良等因素导致；磁路饱和则是由于电流过大或互感器设计不合理造成；二次开路则是由于接线松动、断线或人为误操作等原因所致。互感器故障的发生导致保护装置采样失真或失效，进而影响其判断和动作。
图4 电流互感器的饱和
三、火电厂继电保护故障诊断与处理技术的具体应用
（一）经验判断法
经验判断法主要依赖于技术工作人员长期积累的实践经验和深厚的专业知识，经验丰富的技术人员通过全面观察设备的运行状态，结合过往处理类似故障的经验，能够迅速而准确地判断出故障的类型、成因以及可能的解决方案。这种方法不受特定设备或故障类型的限制，可以灵活应用于各种复杂的故障场景，还可以根据具体情况进行调整和优化，以适应不断变化的故障模式和电厂运行环境[3]。在应用经验判断法时火电厂需要不断加强技术人员的培训和学习，提高他们的业务能力和专业水平，结合其他故障诊断方法和技术手段，以提高故障诊断的准确性和可靠性。
图5 继电保护装置指示灯
（二）分析法
在火电厂的继电保护系统中，分析法是一种深入且系统的故障诊断方法，它基于对设备工作原理和逻辑关系的深入理解，通过详细的故障分析来确定故障的具体类型和范围。应用分析法进行故障诊断时，技术人员首先需要对继电保护系统的整体结构和功能有清晰的认识。他们需要了解系统中各个元件的作用和相互之间的逻辑关系，以及整个系统的工作流程和保护逻辑。在此基础上，技术人员可以针对具体的故障现象，逐步分析可能的原因和影响，从而缩小故障范围，最终确定故障点。分析法通过逐步分析，技术人员可以清晰地了解故障发生的过程和原因，从而制定出针对性的解决方案。分析法还可以帮助技术人员深入了解系统的运行规律和特点，提高他们对系统的认识和掌握程度。
（三）分段处理法
分段处理法的核心思想是将整个系统划分为若干个相对独立的段落或模块，然后逐一进行故障排查[4]。这种方法可以有效地缩小故障范围，提高故障定位的准确性。在实际应用中，技术人员可以根据系统的结构和功能特点，结合历史故障数据和经验，合理划分段落或模块，并制定相应的排查方案。以高频保护收发机为例，当出现故障时技术人员可以先检测收发机的工作性能，包括发送和接收信号的质量、频率和幅度等参数。如果收发机本身没有问题，那么故障可能发生在与之相连的线路或其他设备上。此时，技术人员可以进一步分段测量线路中的其他设备，如滤波器、耦合器等，逐步缩小故障范围，最终找出故障点。
（四）故障隔离与切除
在火电厂的继电保护系统中一旦诊断出故障，首要任务就是迅速而准确地隔离并切除故障部分。在故障隔离的过程中技术人员需要根据故障的性质和位置，快速判断并采取相应的措施。对于某些明显的故障点，如设备损坏或线路短路，可以直接通过切断相应的电源或线路来实现隔离。对于较为隐蔽的故障需要通过逐步排查和测试来确定故障范围，并采取相应的隔离措施。在隔离故障的过程中技术人员需要保持冷静和谨慎，确保不会对正常运行的设备或系统造成额外的损害，密切关注系统的运行状态，及时发现并处理可能出现的新的故障点[5]。在隔离故障后采取必要的措施，将故障设备或部件从系统中移除，以防止其继续对系统造成损害。
图6 元件拆除维修现场图
（五）紧急处理与恢复
紧急处理的过程往往涉及到多个方面的操作，技术人员需要对已切除的故障部分进行彻底的检查和评估，确定是否需要更换或修复损坏的元件。对系统的其他部分进行全面检查，确保没有因为故障而受到影响或潜在风险。在紧急处理的过程中技术人员要迅速而准确地做出决策，并采取有效的措施来恢复系统的正常运行，包括重新启动设备、恢复供电、调整系统参数等操作，与电厂的其他部门紧密合作，确保各项操作能够顺利进行，并及时解决可能出现的问题。恢复系统的正常运行后还需要对整个过程进行总结和反思，分析故障的原因和教训，并提出改进措施，这有助于避免类似故障的再次发生，提高系统的可靠性和稳定性。
结束语
综上所述，火电厂继电保护故障诊断与处理技术是保障电力系统安全稳定运行的关键环节，通过加强定期检查、动态监测和静态监测等工作，结合现场实际情况进行问题成因总结，并采取有针对性的措施可以有效消除故障隐患，满足电厂正常稳定运行的相关要求。随着技术的不断创新与完善，火电厂继电保护技术将不断提高其故障诊断与处理的准确性和效率，为电力系统的安全稳定运行提供更加坚实的保障。
参考文献
[1]景党权.火力发电厂继电保护装置故障检测及处理措施[J].化学工程与装备,2022,(10):201-202+198.
[2]王义龙.火电厂继电保护隐性故障排查措施[J].化学工程与装备,2022,(09):244-245+240.
[3]周霄.火电厂继电保护不稳定因素及解决措施分析[J].内蒙古煤炭经济,2021,(24):108-110.
[4]李振华.火电厂继电保护整定设计与应用分析[J].自动化应用,2021,(12):120-122.
[5]赵震.如何提高火电厂继电保护运行的可靠性[J].科技风,2021,(18):193-194.
