继电保护常见故障及分析处理（高级工）

目录

1.操作回路断线

2.断路器位置指示不正确

3.断路器拒绝合闸

4.断路器拒分闸

5.直流接地

6.转子一点接地

7.互感器故障

8.保护装置异常

9.通道故障

一、操作回路断线。

我们先了解一下控制回路需要具备哪些基本的功能：

（1）能进行手动跳合闸和由保护和自动装置的跳合闸；

（2）具有防止断路器多次重复动作的防跳回路；

（3）能反映断路器位置状态；

（4）能监视下次操作时对应跳合闸|山路的完好性：

（5）有完善的跳、合闸闭锁回路；

断路器控制回路断线的现象有：

A、警铃响，故障断路器红、绿位置指示灯熄灭或指示异常（若为三相指示

灯，则可能出现某相指示灯熄灭）。

B、相应线路控制盘发出“控制回路断线”、“压力降低分间闭锁”、“压

力降低合闸闭锁”、“装置异常”等光字牌信号。

首先要明白控制回路断线信号是怎样报出来的，控制回路断线信号是由跳位

继电器与合位继电器常闭触点串联构成的,不论什么原因引起跳位继电器与合

位继电器同时失磁，控制回路断线信号都将报出

TWJHWJ

引起控制回路断线信号的原因有：

1、控制保险熔断，TWJ.IIWJ触点同时失磁，控制回路断线信号报出。

1.1检查直流柜对应的直流电源开关是否已投入，投入直流柜直流开关后，检查

保护柜保险或者空开进线端是否带电（进线端没电的话，检查直流柜到保护柜的

电缆还有端子，看到保护柜的端子是否有电压，检查端子是否有松动或者存在断

线），进线端有电的情况下，空开或者保险投入后，若出线还是没电的话，则检

查空开或者保险是否已失效（损坏），更换保险或者空开。

2、跳合闸线圈损坏，回路不通。

2.1出于保证设备故

障时可靠跳闸的需要，开关跳闸的可靠性比较高，因此，线圈烧毁主要集中在

合闸线圈。

（一）引起线圈烧毁的原因

引起开关合闸线圈烧毁的原因既有间接原因，又有直接原因。

（1）间接原因

先说间接原因，目前的微机保护控制回路全部带有跳、合闸自保持回路，

不论是手动操作，还是自动操作。只要合闸命令发出以后，合闸回路就一直处

于自保持状态，直到开关合上以后，依靠断路器辅助接点的切换，断开合闸回

路合闸电流。如果开关由于种种原因开关没有合上，或者是合上以后断路器辅

助接点没有切换到位，则合闸保持回路将一直处于保持状态，这样一直持续下

去，将会把合闸线圈烧毁，对于电磁机构，将会同时烧毁合闸接触器线圈与大

合闸线圈，有时甚至会烧毁保护装置操作插件。

（2）直接原因

1、断路器辅助接点切爽不到位

开关合上以后，断路器辅助接点切换不到位，没有及时断开合闸回路，致使

合闸保持回路一直处于保持状态，引起严重后果。

2、开关在没有告闸能量情况下合闸

a）对于弹簧机构，开关在未储能情况下合闸，特别是无人值守站的遥控操作，

如果未储能信号不能及时传到远方，将会使操作人员误操作，造成合闸线圈烧

毁，甚至于烧毁保护装置操作插件。

b）对于电磁机构，合闸能量为通过大合闸保险的100A电流，大合闸保险是

否完好，现有传统的二次回路设计上没有监视回路，如果在合闸过程中，大合闸

TBJ：跳闸保持继电

HBJ：合闸保持继电

HWJ：合闸位置继电器

1WJ：跳闸位置继电器

LD：绿灯

HD：红灯

二、断路器位置指示不正确

断路器位置指示不正确会使运行人员不能正确判断断路器的分、合闸位置，

在倒闸操作和事故处理中造成误判断。如果位置指示不正确是由于控制回路故障

引起的，会造成断路器不能正常操作。分闸回路故障会使断路器在故障时不能自

动跳闸，扩大事故范围；合闸回路故障会使断路器在瞬时故障跳闸后不能自动重

合，延长停电时间。断路器位置指示不正确的现象和原因主要有：

1）断路器位置指示灯不亮（监控系统断路器显示为红、绿色以外的其他颜

色），原因有：

A、指示灯灯泡烧毁。

B、如有“控制路断线”信号，则是控制回路无电源或断线，红灯不亮是

跳闸回路故障，绿灯不亮是合闸回路故障。如控制熔断器熔断或接触不良、控制

回路接点接触不良、断路器辅助接点转换不到位、继电器线圈断线等。

C、断路器由于SF6压力过低或操作机构储能不足被闭锁.c此时会同时发出

“操纵机构未储能”或“闭锁”信号。

D、监控系统断路器位置指示消失的原因有：测控装置故障或失电、测控通

道故障、断路器检修时投入“置检修状态”压板等。

2）断路器位置指示红、绿灯全亮或闪光。是由于回路中有接地点，或者分、

合闸回路之间绝缘损坏（检修后一-般为接线错误），或有异常连接的地方。

3）监控系统断路器位置指示相反。即合闸是显示为绿色、分闸是显示为红

色，一般是由于新投断路器或监控系统检修后将断路器分、合闸状态位置接反所

致。

4）机械位置指示器内部脱扣或位移。

三、断路器拒绝合闸

断路器拒合的原因主要有监控系统原因、电气方面原因和机械方面原因。

1）监控系统显示操作闭锁未开放，则是监控系统原因，如：

A、监控系统闭锁未解除。如选择断路器错误，“五防”拒绝操作；监控系统与

“五防”系统信号传输故障等原因造成闭锁不能打开。

B、监控系统遥控超时。

C、监控系统通道故障。

D、测控装置故障。

E、“远方/就地”控制把手在“就地”位置。

2）合闸操作前红、绿指示灯均不亮，说明控制回路有断线现象、无控制电源或

者断路器被闭锁。

3）当操作合闸后红灯不亮，绿灯闪光且事故喇吠响时，说明操作手柄位置和断

路器的位置不对应，断路器未合上。其常见的原因有：

A、合闸回路熔断器熔断或接触不良。

B、合闸接触器未动作。

C、合闸线圈故障。

D、合闸电压过低。

E、直流系统两点接地造成合闸线圈短路。

F、断路器机械故障，如合闸铁芯卡滞、合闸支架与滚轴故障等。

（；、断路器采用控制把手操作时，合闸时间过短c

4）当操作断路器合闸后绿灯熄灭，红灯亮，但瞬间红灯乂灭、绿灯闪光，事故

喇叭响，说明断路器合闸后又自动跳闸。原因有：

A、直流系统两点接地造成跳闸回路接通。

B、操作机构能量不足、三点过高等。

5）操作合闸后红、绿灯均不亮并且断路器无电流，机械指示分闸或合闸。可能

的原因有：控制回路断线或触头卡在中间位置等。

6）合闸后断路器位置指示红灯亮，但断路器无电流指示，多是由于传动轴阡或

销子脱出造成断路器触头未合上，此时断路器机械指示多在合闸位置。

四、断路器拒分闸

断路器的拒分对系统安全运行威胁很大，一旦某一单元发生故障时，断路器

拒动，将会造成上一级断路器跳闸，扩大事故停电范围，甚至可能导致系统解列,

造成大面积停电的恶性事故。因此，“拒分"比"拒合”带来的危害性更大。断

路器拒绝分闸，监控系统的原因与拒绝合闸相同，下而主要分析电气和机械方面

的原因。

1）分闸前断路器位置红、绿灯均不亮，说明控制回路有断线现象、无控制电源

或者断路器被闭锁。

2）分闸操作后绿灯不亮、红灯闪光，说明断路器未断开。其常见的原因有：

A、分闸线圈短路。

B、分闸电压过低。

C、跳闸铁芯卡涩或脱落、动作冲击力不足。

D、分闸弹簧失灵、液压机构分闸阀卡死，气动机构大量漏气等。

E、触头发生熔焊或机械卡涩，传动部分故障，如销子脱落、绝缘拉杆断裂等。

F、三连板三点过低，部件变形。

五、直流接地

（因素）发电厂、变电站直流系统所接设备多、回路复杂，在长期运行过程

中会由于环境的改变、气候的变化、电缆以及接头的老化，设备本身的问题等等,

而不可避免的发生直流系统接地。特别在发电厂、变电站建设施工中或扩建过程

中，由于施工及安装的种种问题，难以避免的会遗留电力系统故障的隐患，直流

系统更是一个薄弱环节.投运时间越长的系统接地故障的概率越大.

（如何判断）当直流系统的正极或负极对地绝缘水平降低到某一整定值时，统

称为直流接地。例如对220kV直流系统来说，两极对地电压绝对值的差超过40V

或绝缘降低到25KQ以下，应视为直流接地。

由于直流电源为带极性的电源，即电源正极和电源负极。如果直流电源系统

正极或负极对地间的绝缘电阻值降低至某一整定值，或者低于某一规定值，这时

我们称该直流系统有止接地故障或负接地故障。

1、直流接地的危害

直流系统如果只有一点接地是不会对直流系统造成直接危害的，但是必须把

及时消除故障，否则如果在直流系统中，再有一点接地就可能造成对整个电力系

统的严重危害。

当直流系统正极接地时，将有可能造成断路器的误动，因为一般跳闸线圈（如

出口中间继电器线圈和跳闸线圈等）均接电源负极，如果这些直流回路中再发生

直流系统接地或绝缘不良时，跳闸线圈就会直接接于正负极之间，有电流流过继

电器，就会引起保护误动作。

同样的道理，如果直流系统负极接地，跳闸线圈被短路，将有可能造成断路

器的拒动。

KCO«出口继电器动合融点；KC,跳闻中间继电器;

QF:开关铺助触点，LT=开关跳河线陷，

1FU/2FUz熔断器；ABCDE;按地点，

当A、B或A、C或A、D两点接地时，跳圈LT有电流流过，使断路器误动；当C、

E或B、E或D、E两点接地时，跳圈被短路或由于跳闸中间继电器不能启动，导

致断路器拒动；

当A、E两点接地时，直流电源正负极之间短路，将会使IFII、2FU熔断，导致控

制回路直流电源消失。

从以上分析看出，鉴于直流两点接地的危害，就需要设置直流系统对地绝缘

监测装置，当直流系统对地绝缘严重降低或出现一点接地后，立即发出告警信号。

当直流系统监测回路发出预告信号报警，显示该系统接地，可以断定，直流系统

的接地故隙已经造成了断路器可能发生误跳或拒跳的事故隐患，应立即排除。

2、接地原因分析:

（I）设备损坏造成（内部短路接地）；

（2）气候原因如下雨等，导致室外直流系统绝缘下降，从而导致接地（为雨水

飘入密封不好的户外二次接线盒，使接线桩头和外壳导通接地）。

（3）因工作人员疏忽造成的接地。

（4）小动物爬入或小金属零件掉落在元件上造成直流接地故障。

（5）二次线与转动部件（如开关柜门）靠在一起经常受到磨损，造成绝缘损坏。

排除直流接地故障。首先要找到接地的位置，这就是我们常说的接地故障定

位。直流接地大多数情况不是一个点，可能是多个点，或者是一个片，真正通过

一个金属点去接地的情况是比较少见的。更多的会由于空气潮湿，尘土粘贴，电

缆破损，或设备某部分的绝缘降低，或外界其它不明因素所造成。大量的接地故

障并不稳定，随着环境变化而变化。因此在现场查找直流接地是一个较为复杂的

问题。

3、查直流接地的方法（思路）

（1）“拉回路法”

处理原则：根据运行方式、操作情况、气候影响来判断可能接地的地点，以

先信号、照明部分后操作部分，先室外后室内，完负荷后电源为原则，依次、短

时切断各直流馈线，观察接地现象是否消失。如果接地点在该支路中，直流母线

的正负极对地电压就会平衡。如果接地现象没有消失，就恢复该馈线供电，接着

断开下一条馈线。

处理方法：传统方法是：当“直流系统接地”光字牌亮时，应先切换直流负荷屏

上的接地电压表，判明直流接地的极性。若将该表转换开关切至“正”，电压表

指示值为220伏或，接近220伏，则说明“负”极接地；反之，则“正”极接地。

接地极性明确后，可进行以下处理：依次切断直流负荷屏上各负荷开关；在切断

每一直流回路后，应迅速恢复送电。在切断每一回路过程中，工作人员应根据仪

表和信号装置的指示，判断是否有接地。如切断时接地消失，恢复送电后接地又

出现，则可肯定接地发生在该回路上，应及时查找接地点设法消除。

上述方法虽然简单易行，但也有其缺点：因直流负荷屏上的负荷开关控制的既

有室内部分又有室外部分，如果是直流屏内或者蓄电池发生接地，用此法很难找

到接地点。

（注意事项）采取拉路寻找、分路处理的方法。在切断各专用直流回路时，

切断时间不得超过3秒钟，不论回路接地与否均应合上。如设备不允许短时停电

（失去电源后会引起保十误动作），则应将直流系统解列后，再寻找接地点。

正由于回路接线存在不确定性，往往令在拉回路的过程中，常常发生人为的

跳闸事故，再加上微机保护的大量应用，微机保护由于计算机的运行特性也不允

许随意断电。（检修态可用）

（2）万用表电压测量法杳找接地故障

基本原理：用万用表直流电压档（DC档）测直流电压值。当直流一极接地时,

另一极对地电压为全电压，即控制电压为220V,合闸电压为250V。当切除某一部

分直流负荷时，观察万用表所测极对地电压值的变化情况来判断接地点所在区

域，从大到小，逐个否定，最后排除。

1）判断接地极性。用万用表DCloOO档测量直流电源“+”、“-”极对地电压，

若“+”极接地时，则“-极对地电压为220V3若“-”极接地时，则“+”极对地

电压为220V,据此判断出接地极性。为叙述方便，以下设“-”极接地。

2）用万用表测直流控制母线“+”极对地电压为220V,瞬时切除所有合闸电源开

关后，如电压值下降很多甚至为0,就说明接地点在合闸回路，应对高压线路的

合闸回路、事故照明、机组启励回路等用同样方法进行检查、判断；如电压值仍

为220V,则说明接地点在控制回路中，应进一步区分接地点是在直流屏、蓄电池

室还是在负载回路。

六、转子一点接地

1、转子接地危害

发电机正常运行时，发电机转子电压（直流电压）有几百伏左右，励磁回

路对地电压约为励磁电压的一半，水电厂机组正常运行时转子对地电压为

Ue/2=。。V,转子绕组及励磁系统对地是绝缘的。因此，当转子绕组或励磁

回路发生一点接地时，不会构成对发电机的危害。但转子发生一点接地后更容

易发生两点接地。因为发电机转子一点接地后励磁回路对地电压将有所升高。如

当励磁回路的一端发生金属性接地故障时，另一端对地电压将升高为全部励磁

电压值，即比正常电压值高出一倍。在这种情况下运行，当切断励磁回路中的开

关或一次回路的主断路器时，将在励磁回路中产生暂态过电压，在此电压作用

下，可能将励磁回路中其他绝缘薄弱的地方击穿，从而导致第二点接地。当发电

机转子绕组出现不同位置的两点接地或匝间短路时，会产生很大的短路电流，可

能会烧伤转子本体；另外，由于部分转子被短路，是气隙磁场不均匀或发生畸

变，从而使发电机转动时所受的电磁转矩不均匀并造成发电机振动，损坏发电

机。发生两点接地导致机组甩负荷停机，影响电网的稳定和电能的质量，造成经

济损失。

发电机转子容易因绝缘损伤、老化等原因发生一点接地故障。若不及时检查处

理，在发生转子两点接地后，会破坏发电机气隙磁场的对称性，使气隙磁场不

均匀发生畸变，气隙磁通失去平衡，引起发电机的剧烈振动而损坏发电机、无功

出力降低，同时还会造成没被短路的转子绕组的电流增大，产生热效应烧损

转子并使转子发生缓慢变形而形成偏心，进一步加剧振动，危及发电机和系统

的安全。因此出现转子一点接地故障后应及时检查处理。

转子一点接地现象：

转子一点接地报警，光字牌亮，表计无异常

转子绝缘监视电压表正、负对地指示值明显升高，转子正、负极对地电压之和接

近或等于转子电压。

出现的可能原因：

1）检修人员在励磁回路上工作时，因不慎误碰或其他原因造成转子接地；

2）转子滑环，槽及槽口、端部、引线等部位绝绫损坏；

3）长期运行绝缘老化.因杂物或振动使转子部分匝间绝缘垫片位移，将转子通

风孔局部堵塞，使转子绕组绝缘局部过热老化引起转子接地；

4）鼠类等小动物或杂物窜入励磁回路；

5）定子进出水支路绝缘引水管破裂漏水；

6）励磁回路脏污等引起转子接地。

4、处理流程：

（1）查何报警，复归音响

（2）切换转子绝缘装置，测量转子正负对地电压，判断转子接地靠近哪一测，

判断接地性质，是否金属性接地。

（3）检查励磁回路是否有人工作，如系工作人员引起，应予以纠正。

（4）检查励磁回路各部位有无明显损伤或因脏污接地，若因脏污接地应进行吹

扫。

（5）对有关回路进行详细外观检查，必要时轮流停用整流柜，以判明是否由于

整流柜直流回路接地引起。（励磁回路检查）

（6）检查励磁回路各表计，保护装置有否接地。（测量保护回路检查）

（7）检查转子线圈是否漏水。

（8）若备励磁具备运行条件，可倒备励运行。

（9）将自动励磁改为手动励磁运行，退出强励压板。

（10）寻找转子一点接地过程中，如发现机组有欠励或失磁情况下，一般可认为

转子已由一点接地发展成两点接地或伴随着发电机漏水，则发电机应立即停机。

（11）若转子接地为一点稳定金属性接地，且无法查明故障点，除加强监视机组

运行外，在取得调度同意后，将转子两点接地作用于跳闸，并申请尽快停机史理。

（12）当转子绝缘处理恢复后，一点接地信号复归，立即退出转子两点接地保护,

改投转子一点接地保护。

转子回路一点接地时，因一点接地不形成电流回路，故障点无电流通过，励磁系

统仍保持正常状态，故不影响机组的正常运行。此时，应检查“转子一点接地”

光字牌信号是否能够复归。若能复归，则为瞬时接地；若不能复归，应检查转子

一点接地保护是否正常，若正常，则可利用转子电压表通过切换开关测量正、负

极对地电压，鉴定是否发生了接地。若发现某极对地电压降到零，另一极对地电

压升至全电压（正、负极之间的电压值），说明确实发生了一点接地。

发电机励磁回路两点接地时的现象:励磁电流不正常，励磁电压降低或接近于零,

无功指示降低，功率因数提高甚至进相，“转子一点接地”光字牌亮，警铃响，

机组发生强烈振动，严重时，可能发生发电机失岁或失磁保护动作跳闸，两点接

地保护投入时，发变组跳闸。

1）发电机励磁回路两点接地时的处理，根据现象判断是发电机两点接地故障，

保护未动作跳闸，应立即解列发电机。

2）当转子绝缘处理恢复后，一点接地信号复归，立即退出转子两点接地保护,

改投转子一点接地保护。

5、（常用检测方法）

转子一点接地故障一般可分为静态一点接地和动态一点接地。静态一点接地是指

转子静止未转动时出现的一点接地故障，动态一点接地是指转子在运转过程中

出现的一点接地故障。但转子动态一点接地故障,因为其故障往往在转子静态时

消失，动态时又出现，必须进行动态检测,而且有时出现故障的时间较短,相关数

据无法测量记录,接地位置准确定位难度较大。

转子在静态时出现的一点接地故障的检测方法

5.1目测法

通过查看转子引线、磁极和集电环等处是否有杂物、放电痕迹等来检查确认接

地位置。此方法效率较低，并且在一些隐蔽部位出现的一点接地不易被发现。

5.1.2电流法

通过对转子施加交流电流，将接地点烧穿，使接地位置更加明显而容易查找

使用此方法时，应注意控制电流大小和施加电流的时间，防止损伤转子铁芯。

1.1.3排除法

通过断开转子磁极引线，按1/2法则分段测量转子磁极绝缘情况来检查确认

转子接地位置。

1.1.4交流法

在转子两端施加交流电压，逐个测量转子磁极上的电压。第一个电压值为零的

转子磁极即为转子接地位置。

1.1.5直流法

在转子两端施加直流电压，逐个测量转子磁极对地的直流电压。对地电压值为

最低的转子磁极即为转子接地位置。

转子在动态时出现的一点接地故障的检测方法

直流法

在转子两端施加直流电压，分别测量转子两端电玉、转子正极对大轴电压和转

子负极对大轴电压，然后根据所测电压值计算出接地位置。设转子电压为V,

转子正极对大轴的电压为VI,转子负极对大轴的电压为V2，转子磁极个数为

n,则转子一点接地位置为：nXVl/VI+V2（从转子正极开始计数）或nXV2

/VI+V2（从转子负极开始计数）。

2.2交流法

通过隔离变压器分别对转子正负极和大轴施加交流电压，记录电压和电流值，

计算交流阻抗来确认转子一点接地位置。此方法的优点在于不会在定子上产生

感应电压，新装机组出现转子动态一点接地故障时，一般采用此方法进行检

测。

转子动态一点接地位置检测接线图

设当在转子正极与大轴之间施加交流电压，出现动态一点接地故障后，数据记录

仪记录的电压和电流的最大值分别为VI和II,当在转子负极与大轴之间施加交

流电压，出现动态一点接地故障后，数据记录仪记录的电压和电流的最大值分别

为V2和12,转子磁极个数为n,则转子动态一点接地位置为：

（从转子正极开始计数）或

转子一点接地位置计算示意图

七、CT/PT回路故障

1、电压互感器

当电压互感器一次或二次保险熔断，或回路接触不良，将会出现电压表指示

为零或三相电压不平衡，电度表转慢，保险熔断，保护发出“电压回路断线”、

“单相接地”等信号。

（1）应首先通过测量判断是保险熔断还是单相接地，若发现一次保险熔断，应

拉开隔离开关摇测电压互感器绝缘，或用万用表检测线圈的完整性，如绝缘良好

时，更换保险后投入运行。

（2）二次保险熔断或快速开关跳闸后，若检查二次回路良好，立即更换保险或

合上二次快速开关。

（3）若不是保险熔断及二次快速开关跳闸，则应检查回路有无断线或接触不良

等情况。

（4）当发现电压互感器有漏油、喷油、冒烟、内部有异常声响、严重发热或火

花放电现象时应立即停运。

*电压互感器的二次侧接地方式

设置地线目的：防止一次绕组与二次绕组间的绝