繼電保護二次回路隱患排查方法研究

中煤哈密發電有限公司 趙禎

1 引言

電廠在國民經濟發展中扮演著重要角色，運行質量影響著整個地區的用電情況。為保證電廠電力系統的正常穩定運行，必須配備繼電保護裝置對關鍵設備進行保護。在實際工作中，繼電保護二次回路存在各種潛在隱患，使繼電保護功能難以充分發揮。因此需加強研究，采取有效排患方法，對二次回路的隱患進行排除，進而提升系統的安全性和可靠性。

2 電廠繼電保護二次回路隱患排查的必要性

電廠繼電保護二次回路發生斷線等故障時，電廠繼電保護系統將無法及時獲得工作所需的相關電壓數據，導致獲取的數據出現明顯的偏差，致使保護工作受到影響[1]。為了確保這些問題得到有效解決，就必須加強二次回路隱患的排查，使繼電保護功能得以完全發揮，才能保障電力系統的穩定運行。

3 電廠繼電保護二次回路主要隱患分析

繼電保護二次回路主要由信號回路、電源回路、測量回路、控制回路等構成。繼電保護二次回路構成如圖1所示，其中每個回路由各自元件聯合組成，共同構成一次設備的監視、調節、保護的電氣回路。在二次回路運行期間存在潛在隱患，下面對主要隱患及危害進行分析。

圖1 繼電保護二次回路構成

3.1 二次回路多點接地

二次回路出現多點接地時，會使中性線電壓發生偏移，導致相電壓出現波動，但在三相電壓平衡中這種電壓波動難以察覺，故需要結合實際情況來判斷。當相電壓高于正常上限值，線路出現故障，且和電壓正方向一致時，則判別電壓偏移與方向元件的難度不大。但若線路故障和電壓正方向不一致時，電壓值與整定值會發生改變，易使繼電器出現誤判，進而做出錯誤動作[2]。當相電壓低于正常值，線路出現故障，且和電壓正方向一致時，線路和地面存在阻抗，則電壓值不會降低太多，繼電器受到的影響較小。若線路故障和電壓正方向不一致時，零序功率繼電器會有可能做出錯誤動作。

3.2 設備老化和磨損

根據相關研究，在繼電保護二次回路所有引發線路故障的隱患當中，元件老化和磨損是一項重要的因素。元件老化和磨損使回路長時間運行，且養護管理不到位，使元件性能出現衰退。這類隱患若不及時解決，將會使回路輔助接點損壞，阻礙電流流通，誘發各種問題。

3.3 二次接線失誤

在對二次回路進行接線時，接線失誤是主要的隱患，會使端子無法緊固，造成對應的線頭松動或接觸不良，導致電廠二次回路運行出現問題，進而使繼電保護作用減弱。接線失誤的根本原因是工作人員的操作不當或疏忽所致。因此，為了有效減少此類隱患，電廠相關部門應強化對工作人員的技術培訓，提升其業務水平。

3.4 PT和CT設備隱患

在繼電保護系統中，PT 和CT 設備是關鍵的設備，若出現故障，將會影響整個電力系統的運行。在實際工作中，PT設備隱患不易被發現，但產生的危害將使繼電保護失去作用，造成數據傳輸中斷，計量工作被迫停止，最終導致整個電力系統陷入癱瘓。相較于PT 設備隱患，CT 設備的隱患引發因素也更多，主要原因是設備本身質量不佳或性能較差所導致。繼電保護反應的系統一次電流運行變化都是通過CT 設備取得，如有隱患危害雖然沒有PT 設備隱患大，但仍然不容小覷，其會影響端子排線路電流的通行，保護裝置邏輯判斷可能誤動。不當操作會減弱CT設備的服役效果，致使輸出電流出現較大偏差而變得難以校正，降低系統運行穩定性和有效性，使系統安全受到威脅[3]。

在現實電廠二次回路中，除了以上四種隱患類型，還有計算偏差、設備管理不當等隱患。這兩類隱患也較為常見，其中，計算偏差主要是由于電廠電力系統運行在復雜的環境中，致使計算出的實際數值和理論值存在偏差。計算偏差會轉變成二次回路潛在的隱患，進而影響繼電保護裝置的運行；設備管理不當主要是缺乏足夠重視或管理制度不健全，存在漏洞等所致，其會誘發二次回路各種故障，降低系統運行效率。現對這些隱患類型和危害進行總結，二次回路隱患類型和主要危害見表1。

表1 二次回路隱患類型和主要危害

4 電廠繼電保護二次回路隱患排查方法

4.1 PT回路隱患排查

PT設備是二次回路必不可少的部件，其排患工作涉及面廣。在排患過程中，主要對PT設備斷路隱患進行排查。首先斷開系統電路開關，使其處于斷電狀態。在回路現場，若排患對象是普通設備的主線路時，需要考慮設備接線情況，斷開所有供電開關，然后再進行相應排患工作。根據檢修經驗，當主線路出現故障時，影響面非常廣，可能會造成電力系統供電出現問題。當系統分支線路出現故障時，應按照排患方案和制度進行科學細致的排查，不能忽視每一個可能出現的故障點。同時在排患過程中，應盡量降低對相關設備或線路的影響。

4.2 CT隱患排查

由于CT 設備是二次回路系統的重要部件，CT設備隱患排查工作量大、內容多，為了提升排患效果，應根據CT設備隱患形式，采取針對性措施進行合理操作。在實際排患中，若發現設備隱患大部分是由于端子排質量不佳引起的，則結合線路運行情況，在保證CT設備負荷側電流為零的條件下，停止二次回路系統供電，確認安全的前提下，展開設備端子排的換新工作，并對設備性能進行分析。

4.3 設備元件老化隱患排查

設備元件老化是排患工作中容易忽視的問題，其主要原因是設備內部元件眾多，類型不一，老化元件難以判斷。針對這個問題，當設備元件可能出現老化或老化情況嚴重時，在繼電保護二次回路中，定期對元件展開檢查，周期性進行更換與處理。在更換過程中，確保其他元件不暴露在極端環境中。

4.4 電纜與發電廠CT側二次回路隱患排查

作為二次回路的連接部件，電纜起到信號、電能傳輸的作用，若是電纜出現隱患，則很大概率會造成二次回路被擊穿。因此，需要格外引起重視。排查過程中，應有針對性地進行檢測，重點查看電纜型號、規格、材質等質量達到相關標準。在解決已出現的電纜隱患時，首先應判斷電纜故障類型，根據二次回路的電路原理結構，分析電纜的性能和作用，保證故障處理后電纜滿足系統要求。需要注意的是專用設備電纜工作過程中，應使母線處于良好的環境中，確保電纜連接無誤。

發電廠CT二次側二次回路隱患的排查，主要方法：一是根據系統實際情況，適時檢查濾波器的工作狀態，掌握詳細參數運行信息等，在此基礎之上，對設備隱患可疑部位進行測量，觀察儀器儀表數據，并和正常工作數據對比，判斷問題所在。二是在實際排患過程中，應結合以往排患經驗，對重點部位進行逐一檢查。三是對關鍵接線端口進行檢查，確保接觸良好。四是定期、合理地開展發電廠CT二次側二次回路排患工作。

5 電廠繼電保護二次回路隱患防范措施

5.1 采用多CPU容錯技術

先進科學技術是二次回路隱患排查與消除的有力手段。在預防二次回路排患時，通過將多CPU容錯技術引入當中，能夠有效降低設備元件錯誤判斷、錯誤動作的概率[4]，從而提高電力系統容錯能力和運行可靠性，減少災難事故、隱患事故的發生或擴散。此外，應用多CPU容錯技術能優化信息處理和檢修工作條件，實現設備不同元件運行數據的收集和共享，確保系統在出現異常時，設備能夠作出準確判斷，保障系統連續、正常運行。

5.2 強化接線完整性

在電廠電力系統運行過程中，PT 回路斷線和CT回路開路的質量問題時常發生，一旦線路出現問題，會導致保護裝置誤動和系統癱瘓、一次設備失去保護。因此，需要采取有效措施對此類問題進行預防。首先，在進行CT 選型前，應作好相關調查，確保CT 質量滿足二次回路運行要求，在此前提下，還需要對CT回路展開校核，加強CT品質控制，確保檢查工作的全面性，同時參考設備歷史正常運行數據，以進行深入分析；其次，應重點關注PT回路斷線的情況，并加強CT回路質量的管理，對可能出現的斷線位置進行排除；最后，PT回路可能出現隱患的出線（PT 二次繞組的出線）、斷線位置進行排除。參照二次回路接線原理，查看PT 二次刀閘接線、熔斷保護器等關鍵部件是否安裝正確，接觸是否良好，從根源上消除接線隱患。在對CT進行選型之前，應先作好相關調查，確保CT質量滿足二次回路運行要求。在此前提下，還需要對CT回路展開校核，加強CT品質控制。同時參考設備歷史正常運行數據，以進行深入分析。

5.3 加強設備檢修和養護

二次回路設備正常、穩定運行離不開良好的檢修和養護工作，因此除了采取基本的隱患防范措施外，還需要加強設備的檢修和養護工作。在實際操作過程中，為了提升檢修效率，降低檢修時間，需要對已出現的隱患類型進行總結，提前編制切實合理的作業步驟及詳細的繼電保護二次回路檢修方案，并嚴格按照檢修方案進行檢修，重點關注易出現隱患的位置。當確認隱患部位時，立即替換故障元件，減少檢修時間。對每一個元件建立臺賬，確保元件達到使用壽命期限之前得到及時更換。在養護工作任務中，定期清理設備表面和內部的灰塵，保證設備干凈整潔，使二次回路有一個良好的運行基礎。

5.4 建立健全排查制度，提高人員安全意識

電廠二次回路隱患排查工作的展開需要建立一套合理的排查制度，并在此基礎上形成一整套完備的科學檢測體系，對可能存在的隱患及時進行解決。在排患過程中，要切實把每一項隱患排查制度落到實處，確保各項排故工作順利進行，同時需要加強檢修人員的安全意識培養，能夠及時、準確地發現隱患。在日常檢查或值班過程中，檢修人員應注意各設備運行情況，當發現問題時，及時向上級領導、部門報告，避免發生因決策不及時出現的安全事故。

6 結語

繼電保護二次回路隱患類型較多，排患工作涉及面廣、難度大，難以及時消除隱患。針對這些問題，應結合歷史隱患信息，采取相應解決方法，細致分析，逐步排除，同時引進先進科學技術，做好隱患預防，通過多角度、多元化的隱患排查，降低隱患誘發故障的概率，使系統高效安全運行。