繼電保護裝置二次電流回路完整性的測試方法

林向偉

（皖能合肥發電有限公司，安徽合肥 230002）

0 引言

變電站系統內的電流回路較多，導致接線線路相對復雜，易出現短路等故障。在運行過程中，若未進行一次通流便直接進行二次通流，則線路回路故障排查效果難以得到保證，無法保障電力電流系統的運行安全，影響變電站各項電流系統的平穩運行。在傳統方法中，利用設備運行期間產生的負荷電流數值，判斷電流回路的流通性，這種方式安全隱患較大，雖然檢出效果較為理想，但產生萬伏高壓后會損壞設備，危及人員生命安全。

1 繼電保護二次電流回路故障原因

繼電保護作用機理是通過控制電路線路中的各條路徑，當某設備/元件發生故障時，繼電保護發出切斷指令，切斷電路中與故障位置最近的線路，避免危害擴大?，F階段處理中發現，電路各類設備發生故障比例降低，繼電保護裝置中的二次電流回路發生故障比例卻逐漸增加。因此，目前電力企業進行故障排查，應格外注意二次電流回路的故障問題。二次電流回路產生故障，主要是兩類典型原因。

（1）保護裝置啟動頻率較為頻繁，干擾正常運行節奏，導致系統運行紊亂，難以發揮出繼電保護應有作用。

（2）變電站場建設過程中，因施工人員失誤，導致線路外露，或者施工包裹不嚴，線路中的各處接線易生銹，造成二次回路的運行出現斷點，不利于電路保護措施的落實。

2 提高二次電流回路完整性的措施

2.1 二次回路刷灰

為解決因線路暴露引起的電流運行不暢問題，可以在施工中加強電纜線路絕緣護套的自我保護能力，通過刷灰方式，做好防患措施。對二次回路做刷灰方法處理，需要注意以下3 點。

（1）應將刷灰工具清理干凈，保證工具齊全，刷灰質量將直接影響二次回路的防患性能。

（2）需要有效清理二次回路中的相關電氣設備，確保刷灰前的繼電保護裝置整體干燥，提高防患效果。

（3）刷灰完畢后，運行電力設備，判斷繼電保護是否被安全措施保護完整，側面檢測刷灰質量。

2.2 緊固回路螺絲

判斷二次回路中的螺絲穩固情況，螺絲能將二次回路的電纜線路進行有效固定，保障其正常連接狀態。通過線路穩定，可保證二次回路運行期間能維持較高運行能力。螺絲未緊固，會發生短路，造成整個設備系統的聯系狀態被切斷，繼電保護失去對線路的控制能力，電力設備由此停運，造成變電站的效益損失。

2.3 絕緣遙測方法

對二次電流回路進行絕緣遙測方式的預防措施，可主要應用在故障排查過程中，由此完成對電流回路的切實保護。但在絕緣遙測時，需要考慮到絕緣故障。因此使用該方法應首先確保回路的端子連片是否處于連接狀態。在二次電流處于母差的保護屏范圍時，絕緣方向也應和設備進行靠攏。通過徹底解決故障的方式，完成設備檢修工作。其中母差保護屏將會整理保護回路信息，工作人員應完整記錄留存這類數據。

3 回路完整性的測試方法

3.1 測試意義

變電站的各類系統和設備，只有當所有設備完成其既定規劃工作，才可為變電站整體平穩運行提供最大基礎保障。當設備出現故障時，則大概率引發系統停運事故，導致變電站場的實際產出下降，影響既得效益。繼電保護裝置能為整個變電站場提供穩定、高效的故障處理辦法?，F階段由于二次電流回路問題，導致繼電保護不能為電力系統提供較高保護性能，由此產生極大危害。

若設備、線路帶電前就產生缺陷故障，運行前未對其充分檢測，則將帶動整體設備產生故障。因此，電力建設單位現階段緊急處理的事故類型較多，需要盡快檢出接線缺陷等隱患，確保回路保持完整性。然后對變電站進行調試的過程中，可以將一些主變或者啟備變當作升流設備，由此進行處理。這樣便可有效檢測出變電站受電范圍中的電流運行情況，以此明確出二次回路具體位置。排查二次電流故障過程中，還需進行相別、變比以及各種變量的分析，以此能夠對相互相位以及極性，甚至是保護方面進行相關判斷。在工作過程中，只有保障該電流回路在正確環境中，才能夠進一步保障所有電氣設備，都能夠平穩運行。

3.2 測試原理

二次電流回路在正常運行中應保持絕對的完整性，才可避免出現短路等故障。因此對其進行完整性測試，分析得到的數據，判斷該方法的切實可行性。完整性測試的原理是通過變壓器裝置經操作后產生的各項數據，來判斷電流回路是否完整[1]。首先在變壓器的低壓位置上，選擇測試位置，做出三相短路操作。同時在變壓器的高壓位置上安放電壓可調節的380 V 交流電源裝置；其次需要利用變壓器裝置本身存在的短路阻抗特性，生成三相一次的電流；最后需要分別測定一次和二次回路的電流實際值，還需測量相位數值。根據設備圖紙和保護裝置構造，分析該方法測得的數據是否和設計圖紙中的數據吻合，借此判斷該二次回路的完整性和方法的準確性。

3.3 測試優勢

這種方法得到的測試結果可供后續檢驗，其測試過程中具備三大優勢。

（1）測試方法中的接線操作相對簡單，并且得到的數據能夠相對準確、真實。尤其是在帶電運行前期便可進行檢測，提高了設備檢查時的安全性，充分確保在電流回路中準確檢出接線缺陷等故障類型。

（2）該測試方法可以自由控制一次電流數值，得出準確測試結果。測試前要計算出一次電流數值，在電流過大情況下，則可以在高壓位置的電源一側安設三相調壓器，調整試驗電壓，準確控制一次電流數值。

（3）該測試方法可充分保障人員及設備的安全，若一次電流數值較小，即使發生了電流的二次回路情況，因存在開路缺陷，導致二次回路中的最大電壓僅為幾十伏，充分保障測試安全。

4 實際案例

分析某電力建設企業變電站建設案例，判斷二次電流回路的完整性。該案例選用二次電流回路作為分析對象，其主變系統的相關數值：額定容量5 萬kV·A，高低壓側的額定電壓，高壓110 kV、低壓10.5 kV，額定電流262.4 A/2749 A。該系統采用YNd11 作為接線方式。

4.1 具體測試方法

該案例需要對主變高低壓做出分析，根據數據判斷電流互感器變比條件為高壓位置600 A/5 A、低壓位置3150 A/5 A。首先計算參數，在110 kV 處位置上增加三相交流電壓，數值為380 V，并在10.5 kV 位置上增加短路點。因此可得到高壓位置中的電流公式為380/（110 000×18.3%）×262.4，最終計算出高壓位置處電流為4.95 A。同理可計算出低壓位置處的電流示數為51.87 A[2]。

通過高低壓側的電流互感器裝置，再次進行變比計算。將110 kV 位置中的高壓側做出二次電流計算：4.95/（600/5），得到高壓位置的電流數值是41.25 mA。同理計算出10.5 kV 下的電流數值是82.33 mA。

計算出各位置下的電流示數后，首先記錄測量數據。分析試驗數據可以發現，其二次電流回路中測得的相應相位，需要依據A431 作為基準，同時其中的變壓器接線組部分是YNd11。變壓器高低壓側電流互感器在二次回路中采用星形接線方式?，F階段，安裝繼電保護差動裝置過程中，都會選擇在機器設備內部，進行自動轉角。同時，電流互感器位置的二次側還需要使用星形接線。

4.2 測試結果分析

通過開展測量工作，分析測量結果，高壓一側理論為4.95 A，但是實際測量結果是4.7 A 上下；高壓側二次理論數值是41.25 mA，但是二次實測僅為37 mA 左右。在另一端低壓側測量時發現，其實際測量結果約為54 A，但是理論數值為51.87 A。高壓側二次理論值82.33 mA，實測值8l mA 左右。這種情況可以說明，測試的方法與設計規范中的具體要求有著一致性。

測量二次電路中的相位差，需要以A431 為基準。但是由于A431，主要是用于高壓側的差動一組，因此會使得高壓側電流互感器的二次引入極性，相比較低壓側的二次電流回路當中的A531，在相位上相反。但是在變壓器接線組上，是YNd11，相比較高低壓側，相差將近150°。高壓側A451、A441、A471、A461 和A431，為同一方向即為0°。低壓側A541、A571、A561、A551 和A431 為同一方向，變壓器30°的角度差即應為330°，B、C 相同理[3]。測量結果和理論分析結果基本一致。

最后，需要綜合性分析上述結果，發現測量結果具有合理性和準確性。因此可以有效地對其中各種保護、測量以及計量接線等，進行一定調整和推測。發現沒有出現開路、接線錯誤等問題，采用這種方式可良好判斷回路完整性。

5 結論

繼電保護裝置一旦發生誤動或拒動現象，會大概率影響到整個電力產業的安全生產進度。因此選擇高效、有效的檢測方法，檢查電流回路的接線缺陷問題，可以確保變電站較高水平收益。在回路完整性的測試方法中，主要通過變壓器和電流互感器裝置測出的數值，來判斷回路運行狀態。根據分析可知，選擇星形接線方式能實現二次電流回路的較高穩定性。