電力系統(tǒng)電氣二次回路的常見(jiàn)故障及防范

黃 松

（湖北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司，湖北 武漢 430040）

0 引 言

電力系統(tǒng)中，電氣二次回路是一個(gè)重要的組成部分。目前，在社會(huì)發(fā)展中，電氣二次回路呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展趨勢(shì)。這就對(duì)檢修工作人員的技術(shù)提出了更高要求，也使得檢修難度不斷加大，倘若不能及時(shí)檢修，就會(huì)嚴(yán)重威脅電力系統(tǒng)的安全可靠性，也不能充分體現(xiàn)電氣二次回路的重要作用。因此，必須對(duì)電力系統(tǒng)中二次回路經(jīng)常見(jiàn)到的故障進(jìn)行分析，并采取相應(yīng)對(duì)策進(jìn)行防范，以確保電力系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

1 電氣二次回路概述

電力系統(tǒng)運(yùn)行中，電氣二次回路發(fā)揮著非常重要的作用，可以很好地保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行安全。按照電力二次回路的使用功能可以將其劃分成信號(hào)、測(cè)量、控制以及保護(hù)等類型。同時(shí)，電力系統(tǒng)在運(yùn)行中要及時(shí)檢查維修二次回路的故障，并與運(yùn)行特征、工作原理相結(jié)合對(duì)故障原因進(jìn)行分析，針對(duì)具體故障問(wèn)題采取相應(yīng)的措施進(jìn)行防范，確保二次回路運(yùn)行效率得到提高，最大限度地降低故障發(fā)生率。

2 電力系統(tǒng)電氣二次回路常見(jiàn)故障及原因分析

2.1 二次短路故障

電壓互感器中，比較常見(jiàn)的一種二次回路故障是二次短路。該故障的發(fā)生會(huì)引起很多問(wèn)題，如直接破壞熔斷器、造成保護(hù)裝置斷線。同時(shí)，二次回路運(yùn)行中電纜芯線故障也經(jīng)常出現(xiàn)，如斷線和接觸不良等問(wèn)題，會(huì)嚴(yán)重影響保護(hù)裝置作用的發(fā)揮。如果電壓回路出現(xiàn)斷線，就說(shuō)明故障提示信號(hào)無(wú)法發(fā)出，故障排查難度增加。

2.2 二次側(cè)開(kāi)路故障

電流互感器中，二次側(cè)開(kāi)關(guān)是一種常見(jiàn)的二次回路故障，會(huì)引起很多地點(diǎn)接地問(wèn)題的發(fā)生。一般情況下，如果二次回路發(fā)生二次側(cè)開(kāi)路故障，檢測(cè)回路儀表數(shù)值就會(huì)歸0，儀表指示就會(huì)發(fā)生異常，出現(xiàn)時(shí)有時(shí)無(wú)的情況。這就是板開(kāi)路問(wèn)題，是接觸不良導(dǎo)致的。如果回路儀表顯示出現(xiàn)異常，且電流互感器出現(xiàn)振動(dòng)和不均勻的噪音，或者出現(xiàn)非常嚴(yán)重的冒煙和發(fā)熱，都有可能引起安全事故的發(fā)生[1]。

2.3 繼電保護(hù)故障的分析

對(duì)于斷路器，如果控制電源出現(xiàn)故障、不能正常操作，就說(shuō)明繼電器無(wú)法控制電源，此時(shí)自動(dòng)控制系統(tǒng)就會(huì)馬上發(fā)出故障信號(hào)。同時(shí)，斷路器發(fā)生故障的原因有很多種，如錯(cuò)誤觸碰控制電源開(kāi)關(guān)、電源線接觸不良以及回路跳閘等。此原因下，斷路器很難在第一時(shí)間內(nèi)將控制回路斷線信號(hào)發(fā)出，也無(wú)法合閘或者跳閘。此外，倘若保險(xiǎn)絲出現(xiàn)燒毀，合閘機(jī)械發(fā)生故障，就會(huì)嚴(yán)重影響合閘功能。

3 解決和預(yù)防電力系統(tǒng)電氣二次回路故障的對(duì)策

3.1 二次回路故障排除措施

3.1.1 電流互感器二次回路故障處理

電力系統(tǒng)運(yùn)行中，如果發(fā)生電流互感器二次回路故障，技術(shù)和維修人員要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的情況對(duì)故障發(fā)生進(jìn)行正確判斷，并判斷其是否影響保護(hù)裝置，然后將施工現(xiàn)場(chǎng)的情況進(jìn)行整理和匯總，上報(bào)給調(diào)度站。同時(shí)，要采取相應(yīng)措施減小二次回路電壓，一般選擇的方式要能減少一次負(fù)荷電流。如果電流互感器發(fā)生較嚴(yán)重的故障，要先轉(zhuǎn)移負(fù)荷再停電，從而保障技術(shù)人員的身體安全。

如果在電力系統(tǒng)中存在裝置誤動(dòng)，交流回路零線斷開(kāi)是最有可能出現(xiàn)的，維修時(shí)需要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，直接測(cè)量電阻，并且靈活使用萬(wàn)能表，對(duì)連片兩邊的ABC相、N相直流電阻進(jìn)行測(cè)量。技術(shù)維修人員必須嚴(yán)格根據(jù)國(guó)家頒布的相關(guān)規(guī)定落實(shí)好反事故措施，確保運(yùn)行質(zhì)量的提升，修改保護(hù)裝置二次回線時(shí)要對(duì)寄生回路存在情況進(jìn)行修改，及時(shí)、有效清除無(wú)用的線。

3.1.2 電壓互感器二次回路故障處理

對(duì)于電壓互感器二次回路，運(yùn)行過(guò)程中，熔斷器熔斷、安裝快分開(kāi)關(guān)跳閘是存在的主要故障，會(huì)導(dǎo)致保護(hù)裝置出現(xiàn)斷線信號(hào)。如果電壓回路的中性線出現(xiàn)斷線情況，就不會(huì)有故障信號(hào)發(fā)出，所以要有效預(yù)防檢修。為測(cè)量裝置UN點(diǎn)與保護(hù)屏下接地銅排之間的電阻數(shù)值，利用萬(wàn)用表查找電阻檔，如果電阻值為0 Ω，就說(shuō)明中性線回路處于正常狀況。

電力系統(tǒng)運(yùn)行中，經(jīng)常發(fā)生燒毀保護(hù)電壓的切換插件的故障，極大地影響了電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。出現(xiàn)該故障的原因是回路短路與承載負(fù)荷超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，通常在實(shí)施操作中，該故障容易出現(xiàn)。變電站停母線操作的過(guò)程中，二次電壓反送電一次系統(tǒng)時(shí)，承載負(fù)荷會(huì)出現(xiàn)超重情況，從而造成插件燒毀。同時(shí)，電壓互感器的二次側(cè)有一部分不帶電母線，充電過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)反送電現(xiàn)象，若出現(xiàn)停電，一次側(cè)母線即使不接地，也有較大的母線電容和絕緣電阻，但是因?yàn)殡妷夯ジ衅鞯亩蝹?cè)阻抗能力不高，隨著反沖電電流不斷增大，電壓互感器二次側(cè)開(kāi)關(guān)就會(huì)出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，導(dǎo)致運(yùn)行過(guò)程中保護(hù)裝置失去壓力[2]。

3.2 依據(jù)情況制定檢測(cè)方案

對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行二次回路檢測(cè)的過(guò)程中，主要包括4個(gè)方面的內(nèi)容，設(shè)備運(yùn)行、警告、保護(hù)動(dòng)作以及SV運(yùn)行等信息。這些信息要具備全面性和真實(shí)性的特征，并且在采集和監(jiān)測(cè)二次設(shè)備運(yùn)行狀況和信息時(shí)要充分利用網(wǎng)絡(luò)報(bào)文裝置將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行記錄和分析。但是，從具體現(xiàn)狀中發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)報(bào)文信息非常大，工作強(qiáng)度很大，要想合理篩選信息和調(diào)整工作強(qiáng)度，提高工作效率，還要采用關(guān)聯(lián)、過(guò)濾以及篩選方法有效處理收集到的數(shù)據(jù)信息，并且將這些信息分成不同類別，暫時(shí)狀態(tài)、穩(wěn)定狀態(tài)以及狀態(tài)文件等。如果接收裝置在規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有接收到有效SV或者GOOSE信息，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。具體的操作流程為，如果在繼電保護(hù)裝置中發(fā)現(xiàn)異常信息，保護(hù)裝置也不能夠及時(shí)獲取相關(guān)信息，主要是通過(guò)站控層上報(bào)信息；在此過(guò)程中網(wǎng)絡(luò)報(bào)文裝置能夠及時(shí)有效地獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息，然后根據(jù)信息內(nèi)容或者網(wǎng)絡(luò)調(diào)控回路對(duì)信息進(jìn)行觀測(cè)和接收，對(duì)比分析，從而提高鏈路運(yùn)行的準(zhǔn)確度。通過(guò)監(jiān)測(cè)對(duì)回路進(jìn)行采集時(shí)要充分考慮回路接口的特殊性，以促使其與其他鏈路同步監(jiān)測(cè)。技術(shù)人員排查故障時(shí)難度不斷加大，因此故障檢測(cè)時(shí)，要事先配置、逐一對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行排查，并且根據(jù)二次回路裝置的網(wǎng)絡(luò)采集情況判斷故障發(fā)生率。

3.3 監(jiān)測(cè)斷路器二次操作回路

在我國(guó)，少部分電力系統(tǒng)依然采用傳統(tǒng)繼電設(shè)備進(jìn)行操作。例如，利用繼電設(shè)備監(jiān)測(cè)二次回路的運(yùn)行狀態(tài)，其工作原理是串聯(lián)保護(hù)節(jié)點(diǎn)和繼電保護(hù)系統(tǒng)。如果出現(xiàn)斷線故障，繼電保護(hù)裝置就可以及時(shí)發(fā)出故障信號(hào)。該保護(hù)方式的作用是非常有限的，只能夠監(jiān)控控制二次回路故障，并且無(wú)法采取相應(yīng)措施進(jìn)行補(bǔ)救。因此，運(yùn)行維護(hù)技術(shù)人員首先要全面分析斷路器二次操作，改進(jìn)斷路器操作箱順利完成二次操作，還應(yīng)該擴(kuò)大監(jiān)測(cè)范圍和敏感度；然后采用斷路器二次操作對(duì)二次回路的在線狀態(tài)進(jìn)行開(kāi)展，不斷改進(jìn)和優(yōu)化傳統(tǒng)斷路器，把斷路器操作箱作為監(jiān)測(cè)重點(diǎn)，確保傳統(tǒng)工具的更新；最后在優(yōu)化斷路器操作箱中不削減原來(lái)的操作功能，只需要把斷路器輔助節(jié)點(diǎn)添加到兩個(gè)常閉節(jié)點(diǎn)中間即可，促使在線狀態(tài)目的的實(shí)現(xiàn)。

3.4 開(kāi)關(guān)量輸入回路的檢測(cè)要點(diǎn)分析

單套保護(hù)裝置就是在進(jìn)行二次回路保護(hù)的過(guò)程中利用單獨(dú)微機(jī)機(jī)電保護(hù)裝置。這一裝置能夠直接利用自身的優(yōu)勢(shì)特征，而傳統(tǒng)的檢測(cè)系統(tǒng)需要實(shí)施采集、判斷以及二次回路點(diǎn)流量處理，以確保在線檢測(cè)二次回路在線狀態(tài)的實(shí)現(xiàn)。但是在整個(gè)過(guò)程中如果遇到比較復(fù)雜的故障，微機(jī)機(jī)電保護(hù)裝置就很難準(zhǔn)確和及時(shí)地判斷，要引入一些其他保護(hù)裝置，確保微機(jī)機(jī)電保護(hù)裝置更加安全可靠。同時(shí)，倘若可以引入失靈保護(hù)啟動(dòng)閘，那么裝置運(yùn)行處于正常狀況時(shí)就說(shuō)明整個(gè)系統(tǒng)狀態(tài)十分流暢。失靈保護(hù)啟動(dòng)閘顯示為0，就說(shuō)明二次回路狀態(tài)良好[3]。

5 結(jié) 論

目前，電力系統(tǒng)中，電氣二次回路具有非常重要的作用，可以充分發(fā)揮監(jiān)測(cè)、保護(hù)以及控制電力的作用，一旦其發(fā)生故障就嚴(yán)重威脅電力生產(chǎn)效益。因此，必須全面分析電氣二次回路，掌握故障發(fā)生后設(shè)備和電纜系統(tǒng)受到的影響，并根據(jù)具體現(xiàn)狀選擇適合的故障維修措施。檢修工作人員要加強(qiáng)自身知識(shí)儲(chǔ)備，提高檢修效率，以確保二次回路和電力系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量的提高。