電力系統二次回路故障查找及處理分析

王邦林，芶大斌

（1.云南能源職業技術學院，云南 曲靖 655001；2.云南能投硅材科技發展有限公司，云南 曲靖 655000）

0 引 言

電力系統二次回路是綜合應用電子技術、計算機技術、控制技術、通信技術、網絡技術、圖形圖像技術、北斗通信導航技術和人工智能技術與一次系統結合，將電氣一次設備正常和事故情況下的監視、測量、控制、調節、保護以及電能計量、故障錄波、運行管理有機融合在一起的先進技術系統。電力作為一種特殊商品進入市場，受到用戶的監督和選擇，對中斷供電造成的損失會追究電力經營者的責任。一旦二次回路中出現故障和不正常運行狀態，勢必會影響一次系統的正常供電。而二次回路是電力系統的血管和心臟，是一次系統安全、可靠、優質、高效以及穩定運行的重要保障[1]。

1 交直流二次回路常見故障特征及處理

二次回路的操作電源主要包括交流操作和直流操作兩種，因此電源故障是二次回路的常見問題之一。

（1）交流電流、電壓回路一旦發生斷線、開路故障，二次回路儀表指示和記錄就會顯示不正常。出現這種情況時，先停用可能引起誤動作的繼電保護裝置，再根據其他正常儀器的指示，對設備作進一步的分析判斷。

（2）直流回路電源故障時，會報直流電源消失、保護裝置電源故障等。此時，應根據所報二次故障設備及時將相關保護設備出口壓板退出，確保直流電源在恢復或者其他次生問題產生時保護不會誤動作，然后仔細查找原因。一般為空開跳閘或者熔斷器熔斷造成，此時應排查短路跳閘原因，特別是相關二次保護元件、指示燈、繼電器、線圈以及觸點等，需仔細查找并即時處理，快速使其恢復正常[3]。

2 二次回路故障查找的基本方法

如圖1所示，二次接線圖的基本方法：先分析電氣主接線部分，再看二次接線部分；先分析交流電壓、電流回路，再分析直流操作回路；先查找二次回路電源有無故障，再查找接線；先確定線圈情況，再對照觸點；按從上到下、從左到右的順序進行[1]。

圖1 二次接線故障查找程序

在進行二次回路故障查找時，要想到故障的查找是否會影響保護的動作以及正常運行的設備。如果有影響，要及時退出有關保護的連接片，并做好運行設備的安全防護措施，才能進行二次回路故障的查找。主要采用觀察法、薄弱點法先查找故障點，不能查出時再使用儀表儀器進一步查找二次回路的故障點[2]。

2.1 二設備故障的一般查找方法

2.1.1 直接觀察確定故障點

二次回路發生故障后，相關元器件的狀態一定會發生相應的變化和一些故障特征。因此，首先可以通過目測初步確定故障點。

2.1.2 利用設備回路的薄弱點查找故障

回路中有些端子、接線、觸點以及線圈易損壞，這些元件是二次回路的薄弱點。平時分析圖紙時，要列出易發生問題的薄弱點并作好記錄，才能在查找故障時有的放矢。

2.1.3 借助儀表儀器查找故障點

二次回路都是以元件動作結果為基礎，如果某一處出現故障，可以反查上級元件的動作條件，對照二次回路圖紙逐個元器件、逐級進行分析比對，檢查條件是否滿足，借助絕緣電阻表、萬用表、鉗形電流表、多用工具、專用試驗設備以及試燈等儀表儀器查找，不斷縮小故障查找范圍，直到查出故障點。

2.2 二次回路集成塊故障查找方法

掌握集成電路的內部功能是二次回路集成塊故障查找的基礎，有助于分析故障產生的原因。由于集成電路在二次回路中往往充當一個功能電路，可以幫助判斷電路中的故障是在集成電路內部還是在外部。往往一臺二次設備可能包含多個集成電路，下面重點介紹一些常用的集成電路的檢測方法。

2.2.1 微處理器芯片的檢測方法

主要是在線測量電源端、信號輸入端、信號輸出端、復位端以及其他各輸入、輸出端一些重點管腳的對地電阻和電位與正常值是否相同，但要注意不同型號微處理器芯片的復位電壓可能不同。

2.2.2 集成開關電源芯片的檢測方法

集成電路開關電源芯片各管腳的電壓主要測量是輸入端電壓檢測、輸入端電流檢測、脈沖激勵輸出端及電源端。主要測量各管腳對地電位值及電阻值與正常值進行比較，在外部圍元器件都正常的情況下，若相差較大，可以判定該集成芯片已損壞。如果是厚膜集成電路芯片內置大功率開關管，還可以通過測量開關管C極、B極、E極各管腳之間的正向和反向電阻值，判定開關管的工作情況。

2.2.3 集成音頻功放芯片的檢測方法

主要是檢測音頻輸入、輸出端、反饋端及電源端的對地電位及電阻值。若測得各數值與正常值相差過大，而外圍元器件工作正常，可以初步判定集成電路芯片內部損壞。對于音頻功放集成電路芯片造成的無聲故障，若測量電源電壓正常，可用信號干擾法檢測。

2.2.4 集成運算放大器芯片的檢測方法

可利用萬用表直流電壓檔，測量運算放大器芯片輸出端與負電源端之間的電壓值。用電筆或鑷子點觸放大器的輸入端，萬用表表針若有大幅度擺動，則說明放大器芯片完好。

3 35 kV饋線斷路器控制回路故障查找及處理實例

以35 kV饋線斷路器跳合閘二次控制回路為例，介紹借助儀表查找二次回路故障的方法，如圖2所示。

圖2 35 kV饋線斷路器控制二次回路

3.1 測回路的導通

導通法是電氣從業人員常用的基本方法，即利用萬用表測量導線的通斷及電阻值的大小，以此判斷線路的情況。如果線路不導通，不能使用搖表，因為不能查出回路中接觸不良和電阻發生變化的問題。如圖2所示的回路紅、綠燈不亮時，把萬用表置于歐姆檔，一支表筆固定在電源正極“101”的位置，另一支表筆觸到燈的另一端導線端子上，逐次向電源負極“102”端移動。當表盤顯示為無窮大或與正常值相差較大時，可判斷該段線路有開路。檢查時要注意對限位開關、防跳回路、線圈及旁路連鎖進行排查，逐個確定。如果分合閘回路不能接通，需要對控制開關、中間保護裝置進行通斷判斷。故障確定在裝置內，可用電路板更換法排查[4]。

3.2 測電壓降

如圖2所示，將直流電壓表“-”測試筆置于電源負極“102”上，將“+”測試筆首先置于電源正極“101”，若此時表針指示為兩極之間的全電壓，說明電源沒有問題。然后，將“+”測試筆逐次向控制開關、壓板、保護裝置以及開關二次插頭進行測試。當發現表計指示值過小或無指示時，則表明故障即在該回路。此外，也可反向從負極“102”開始反向進行判斷。斷路器拒動以及繼電器、接觸器等不動作的二次回路原因，都可以采用這種方法[2]。

3.3 測對地電位

35 kV饋線斷路器控制二次回路圖中元器件各點對地都有相應的電位，先對被測回路各點對地電位進行分析再測量，才能作出準確的判斷。回路故障不需要斷開電源，使用萬用表直流電壓檔。如果直流系統沒有設置絕緣監察系統或退出了運行，對地電位法就不可能使用，因為參考零電位沒有得到固定，所測數據沒有價值。

3.4 控制裝置的故障判斷方法

根據裝置故障信號直接進行判斷排查，確定是控制還是裝置的問題。對于裝置問題，用替代法、檢測軟件進行排查；對于回路問題，可用以上方法進行判斷，切記排查時做好安全措施，以免引起誤動作。

4 結 論

隨著科學技術的發展，電力系統二次回路使用的集成電路越來越多。如何對集成電路的故障進行查找與處理尤其重要。在掌握一般常用方法對電力系統二次回路故障查找及處理分析的基礎上，還需要進一步完善新型二次回路硬件的隔離和屏蔽，實施電源、信號傳輸線、印制電路板的抗干擾措施，軟件方面實施數據輸入糾錯、運算結果核對、出口閉鎖、自動檢測以及軟硬件的自恢復[5]、冗余備份設計等技術手段，才能確保電力系統二次回路的正常運行。