探析繼電保護二次回路問題引發的故障與防治

李龍

摘 要：電力系統在發生故障或異常工況時，繼電保護能夠在最短時間內自動將故障設備與電力系統斷開連接，從而避免了影響的擴大化，繼電保護也成為現階段保障電力系統安全、穩定運行的一種重要手段。但是如果繼電保護二次回路出現問題，不僅不能發揮電力系統的保護作用，反而會因為系統崩潰和電網癱瘓而給電力企業帶來重大經濟損失，影響電力用戶的正常用電需要。因此，必須要探究繼電保護二次回路故障的防治措施，確保電力系統穩定運行。

關鍵詞：繼電保護；二次回路；故障分析；防治措施

中圖分類號：TM77 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）20-0136-02

引言

在電力企業的管理工作中，對繼電保護二次回路問題的及時排查，是一項關系到電力系統穩定運行和企業經濟效益的重要工作。只有掌握導致繼電保護二次回路故障的具體原因，才能結合實際工作經驗，在此基礎上制定相應的防治策略。文章首先概述了引發繼電保護二次回路故障的原因，隨后分別從加強線路管理、改善保護裝置、控制線纜質量等方面，提出了故障防治的可行性措施。

1 繼電保護二次回路引發故障分析

1.1 線路絕緣擊穿

線路絕緣發生擊穿現象，母差保護出現誤動，導致沒有與出現故障的線路相連接的母線電源和線路均發生跳閘現象。在對線芯進行測量時發現其絕緣部分受到破壞，發生擊穿。而通過對其故障類型進行試驗分析，發現導致絕緣性發生擊穿現象最主要的原因在于：一是測量回路C相與母差電流回路B相之間發生短路現象，進而導致線芯絕緣發生擊穿；二是工作人員在對電力設備進行試驗之后，沒有及時恢復中性點引線，導致電力系統一旦發生故障，極易導致線路電位增高，導致電流回路B相以及設備回路C相線芯發生擊穿現象，從而引發二次回路故障。

1.2 越級跳閘

在110kV線路中，越級跳閘是一種常見的繼電保護二次回路故障。斷路器跳閘必須滿足兩個條件：一是故障電流達到設定值；二是故障電流在設定值以上持續一定的時間。當電力系統檢測到同時滿足這兩個條件后，就會自動越級跳閘。越級跳閘不僅會導致電力系統正常的供電工作中斷，影響了末端廣大電力用戶的用電需要，而且由于是瞬時斷電，還會給電力系統中各個電氣設備造成損害，降低了設備的使用壽命。如果線路故障發生與母線，變壓器跳閘時間配合不準確，還會導致母線中性點接地變壓器自行切斷現象。在這種情況下，由于母線兩端跨步電壓上升，使得變壓器溫度上升，當熱量累積到一定程度后，燒毀絕緣外套，容易引發火災。

1.3 指示燈電源存在問題

電力系統的指示燈主要用來顯示回路的通斷、斷電開關的狀態等。操作人員根據指示燈可以大體判斷出電力系統各個電氣設備的運行情況。而如果指示燈的電源發生問題，或是因為短路而導致指示燈熄滅，不僅會引起線路的短路問題，而且還會對整個系統的安全運行產生不良影響。當繼電保護二次回路出現故障后，指示燈系統中的電流要遠遠超過電源開關的控制電流，而指示燈多為二極管，承受的電壓、電流十分有限，如果電流過大，很有可能導致指示燈燒毀，也就不能正確反映電力系統的運行情況。另外，由于繼電保護二次回路故障致使電源跳閘，在系統斷電的瞬間，也會燒毀裝置中的繼電器節點。

1.4 母聯開關誤跳閘

母線開關誤跳閘現象同樣是繼電保護二次回路中經常出現的一種故障，該故障不僅嚴重影響了電力線路安全、穩定運行，并嚴重損害電力設備，影響電力企業經營效益。220kV線路B相電流突然變成零時，我們對其線路進行檢查，發現二次線箱端子引線絕緣性沒有收到損壞，但保護電路中B相線芯受到損壞，出現燒損、斷裂等現象，導致母聯開關誤跳閘。此外，開關回路設計不合理，存在嚴重缺陷，或是操作人員在實際操作過程中，對母線倒閘具體操作不了解，粗心大意或檢查不到位等原因同樣會導致開關誤跳動。

1.5 元件破損老化

電力系統長期暴露于自然環境下，加上使用時間的增加，因此不可避免會出現元件的老化和破損。而電力企業又沒有定期做好電氣設備和內部元件的檢測和更換工作，這就給繼電保護二次回路故障埋下了許多隱患。例如，線路輔助接點主要起到線路過載保護的作用，當線路中的電流過大時，可以通過接點分壓來降低電流對電氣設備的影響。但是輔助節點在長期的使用過程中，會逐漸出現磨損并導致導電性能降低，也就不能有效發揮導流作用，從而給電力系統的正常運行造成了負面影響。除此之外，像設備中常用的絕緣外套、絕緣零件等，也會由于老化而失去絕緣功能，如果不能及時更換，容易導致線路的短路故障。

2 繼電保護二次回路故障的防治措施

2.1 規范直流回路管理工作

首先，要做好電力系統中各個電氣設備的絕緣檢查工作。對于絕緣性能下降或是絕緣外套破損、開裂的，要及時進行更換，這樣可以有效降低因短路而導致的越級跳閘問題的發生概率。其次，電力企業的管理人員應當根據實際工作需要和本企業的客觀情況，科學制定對電力系統的定期排查和整改計劃，通過定期檢查及時發現潛在的隱患，保證母線中性點點位始終處于正常工作狀態。最后，電力企業可以建立一套相對完善的管理制度，落實工作人員直流回路管理責任，實現管理工作的貫徹和落實。

2.2 改進繼電保護裝置

繼電保護二次回路故障的原因，很大程度上與繼電保護裝置的質量有關，對現有的繼電保護裝置進行改進和優化，使其能夠更加符合電力系統運行的需要。首先，電力企業的技術人員應當對線路中的母聯開關進行一次全面的檢查，尤其是要重點關注開刀、刀閘等位置，保證裝置的安裝正確。其次，要對母聯開關及其相連的回路設計進行重新檢查，如果發現設計與實際不符，或是設計本身存在缺陷，都應當重新設計和進行整改，徹底解決回路設計中存在的細節性問題。最后，技術人員需要對繼電保護裝置中的跳位節點裝置進行改進，保證其運行狀態始終處于正常，即便是發生了二次回路問題，也可以最大限度的保證電力系統的傳輸電正常。

2.3 嚴格控制電纜質量

通過對多起繼電保護二次回路故障的分析，發現因為電纜質量不合格、電線芯絕緣被擊穿而引發的線路誤動作現象十分常見。在進行電力系統設計時，設計人員往往會根據標準線纜的參數進行電壓、電流設計，并確定線纜的擊穿值。而如果線纜質量不合格，那么其擊穿值也會低于設計標準，這也是導致線纜容易出現擊穿的主要原因。基于這一點，在開展線路設計和布線施工階段，需要技術人員做好嚴格的質量控制措施，必須要根據設計要求選擇對應型號、種類的線纜，必要情況下可進行線纜的擊穿試驗，確保其各項參數都達標后方可進行使用。另外，線纜接入時，也要注意檢查線纜接頭是否存在損傷或開裂，全面提升電力系統的穩定性和可靠性。

2.4 科學設計指示燈控制電源

在進行指示燈控制電源的設計時，應當充分結合現代技術和設計理念，確保在繼電保護二次回路發生故障后，指示燈也能夠正常工作。例如，可以讓指示燈與繼電保護裝置共用同一個電源，然后在指示燈上安裝一個空氣開關。當繼電保護二次回路發生故障后，指示燈可以打開空氣開關自動報警，從而為維修人員進行故障排除和采取處理措施提供了依據。除此之外，也可以為指示燈提供單獨的電源，其優點在于即便是繼電保護二次回路發生了故障，也不會干擾到指示燈的工作，從而極大地提高了指示燈的可靠性。

2.5 定期檢修元件

繼電保護系統在使用一段時間后，不可避免的會出現元件老化或受損問題，電力企業的管理人員應當加強重視，定期做好元件的檢查工作，對于檢查中發現的質量不合格或是老化磨損嚴重的，應當及時進行更換。另外，由于靜電吸附作用，許多電力元件表面堆積大量的灰塵，也需要在檢修過程中進行打掃和清理工作，保證機電保護系統始終處于良好的工作環境和運行狀態。同時，管理人員也要在檢修過程中或當前檢修工作結束后，及時做好相應的記錄，以便于為后期工作的開展提供指導和參考。

3 結束語

繼電保護二次回路故障不僅會給電氣設備的正常運行造成破壞性影響，嚴重情況下還會造成局域電網癱瘓，給電力企業和電力用戶都造成了嚴重的損失。要想從根本上降低甚至是杜絕此類問題的發生，首先要找準二次回路故障的發生原因，隨后在此基礎上結合實際工作經驗，采取具有針對性的防治措施，全面提升電力系統的安全性和穩定性。

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