變電站繼電保護二次回路維護與檢修技術

紀振東 高鵬

國網江蘇省電力有限公司鹽城市大豐區供電分公司 江蘇 鹽城 224100

引言

為加快對供電系統的優化升級改造，電氣二次回路必須在長期使用的過程中保障動力系統發電的正常運行，為供電系統工作提供保障。電氣二次回路通常分為保護回路、控制回路、通信回路和檢測電路等。一旦電氣二次回路出現了故障問題，則勢必會引起整個供電系統的故障問題。所以，要有效維護供電的安全性，就要高度重視對電力二次回路問題的分析，并根據出現的問題情況進行相應的預防措施[1]。近年來，隨著中國電氣化基礎建設裝置的規模日益擴大，對電網的依賴性不斷加強，同時也極大地推動了中國電力系統運行的進一步發展。在動力系統運用過程中，由于繼電保護或二次電路故障而導致的各種故障，也越來越受到關注。

1 繼電保護二次回路概述

由于電力系統在發生故障后，很容易導致電流電壓出現較大的變化，從而進一步給周邊的電氣設備帶來不良的影響。因此需要繼電保護裝置具有良好的速動性、靈敏性及可靠性，使其在電力系統出現故障時，能夠及時切除故障線路或者設備，減少電力系統、設備在大電流低電壓中的運行時間，使電力系統的可靠性得到有效提升。通常情況下繼電保護裝置的動作時間需要保持在0.04~0.08s以內，根據不同的.需求，可以將響應速度提升到0.02~0.06s以內。而其在運行的過程中誤動作或者拒動作，都容易造成較大的影響，為此需要保證繼電器回路具有較高的安全性與可靠性。繼電保護二次回路通過將二次設備進行相互連接，使其能夠對一次設備的工作情況進行全面的監測，通過及時反饋一次設備的工作情況，可以及時對異常和故障現象進行有效的控制和保護。但同時，繼電保護二次回路的接線較為復雜，回路的隱蔽性較高，很多缺陷直到電力系統發生故障時才可能被觀測到，也對繼電保護裝置的正常運行帶來了不良的影響。因此，相關人員需要進一步加強對繼電保護二次回路常見缺陷的充分研究，了解缺陷的具體情況，并采取有效的措施進行全面控制，以提升繼電保護二次回路的可靠性。

2 二次回路檢測的重要性

繼電保護相關二次回路的在線狀態檢測技術在電路中的作用有以下幾個方面：①繼電保護相關二次回路的在線狀態檢測技術能夠增加電網的可靠性，供電企業在定時定期地對裝置進行在線狀態檢測，并通過在檢測的過程中存在的故障或者是異常情況進行分析，有助于工作人員及時地對故障進行處理，保證電路的安全性和穩定性。②在線狀態檢測技術是可以在繼電保護裝置下能夠實現超速的運轉，并且在運轉的過程中，工作人員在發現故障處理問題時，其計算機系統能夠有效保護電路，從而實現二次回路安全的目的。③繼電保護相關二次回路在線狀態檢測技術能夠有效提升整個繼電保護裝置的保護質量，并且通過對二次回路進行檢測時，及時地發現異常并進行處理，這就極大地方便了裝置的平穩運行，實現對二次回路的效率的提升。

3 繼電保護二次回路故障

3.1 二次電路故障

在電氣二次回路中，電流互感器故障問題常常會出現，其內部元件線頭和端子常常會發生放電和打火等不良問題[2]。若在電流互感器二次電路故障問題檢查的過程中，發現了在電流互感器電路中存在著二次開路的不良問題，則應采取相應措施對電流回路故障發生區域做出正確評估，并考察它對相應的設備維護管理工作會不會形成某種影響，同時務必要及時地向有關部門做好調度報告，以盡量避免保護設備誤動的不良現象發生。由于電力系統設備誤操作事件所產生的影響因素，一般主要是由于交流配電回路中中性線斷開，而此類問題的出現又無法使設備的三相電流或者三相電壓出現異常的狀況，所以相關的報警裝置也就無法做出有效報警反應，因此此類的故障問題就相對較為隱蔽。所以，應該注意零序電流分量回路，因為一旦中性線斷開就會導致零序電流分量斷開，在這個狀況時會導致保護誤動和拒動，應加強對此類問題的預防。

3.2 電壓互感回路缺陷

當電壓互感器出現回路斷線時，部分繼電保護設備無法正常工作。同時，二次計量監測回路也無法監測一次設備的運行數據，從而使繼電保護失去效用，無法對一次設備出現的故障做出及時的保護處置。另外，互感回路存在多點接地的情況下，也會導致相關問題的產生。例如在開關柜出廠時，二次中性線回路的接地點需要與開關柜柜體進行連接，并在安裝的過程中與控制室、接地網進行連接，從而導致多點接地缺陷的出現。另一方面，在發電廠站改造的過程中，由于人為疏忽等因素的影響，導致電壓互感回路的二次中性線接地點接錯，也會引起相關缺陷的產生。同時，在電壓互感器進行繞組施工的過程中，施工人員的技術能力不足，很容易造成電壓互感器繞組的多點接地缺陷。而在設備長期運行的過程中，由于擊穿的作用，也有可能引起電壓互感回路多點接地現象的出現。

3.3 電源故障

繼電保護二次回路裝置運行期間，主要以變電站直流或交流電源系統進行供電，保障裝置的穩定運行。直流電與交流電在供電期間需要適當轉換電源，確保電源滿足繼電保護二次回路裝置中電子元件運行的用電需求，充分發揮對電力系統的保護作用。電源系統運行期間需要配置電流保護與過電壓保護，若發生故障，可在保護裝置的作用下及時切斷電源，只有電源系統自動復位或人工復位后，電源系統才能繼續供電。若繼電保護電源中斷，繼電保護裝置失效，將會出現電源指示燈異常等問題，這種現象多是電源問題造成的，供電不穩以至于繼電保護二次回路裝置運行穩定性下降，使得電力系統自動閉鎖，并向對側回路發出閉鎖信號，避免發生更加嚴重的事故。

3.4 相電壓影響

在二次回路裝置中，若其相電壓出現偏移，對繼電保護系統能否順利運行有直接作用，一般主要包括下述幾點內容[3]：①在二次回路中電壓值比正常電壓值要高出許多時，其中的電路頻率就會有出現誤差的可能，所以沒有辦法準確把控繼電保護系統與接地距離，如果掌控錯誤，二次回路裝置中可能會留下許多安全隱患。②若二次回路的相電壓小于常規電壓范圍，那么繼電保護系統就會出現抗阻接地點的情況，對判斷繼電器是否處于正常運行狀態也會造成影響，導致許多問題可能會無法被及時發現，出現安全問題。

4 繼電保護二次回路維護和檢修技術要點

4.1 進行雙重檢查和記錄

重視設備的二次電流保護電路故障，全面跟進維護、修復計劃文件和修復細節，并做好記錄。維護和跟蹤工作主要包括：及時、全面地發現和跟蹤存在缺陷的設備質量問題，定期對設備維護工作進行跟蹤，及時分析設備運行中的質量問題。在此基礎上，提出預防和改進措施，確保設備能夠正常穩定地運行。定期進行設備維護和保養，對電路設備本身的防銹和安全工作質量進行二次檢查和保護，檢查設備內部機械部件表面的相對接觸磨損和嚴重氧化現象，觀察設備故障，做好機器零件表面之間的防銹潤滑維護系統工作，并進行安全檢查和通風。對電氣設備周圍的區域進行檢測，減少二次電氣故障的發生頻率。在日常維護過程中，要特別關注電氣試驗和絕緣電阻檢測結果是否符合相關標準要求。在實際應用中要加強現場調試人員技術操作培訓，提高實際操作能力。此外，應注意電氣測試設備，并對其進行定期維護和清潔。

4.2 交流回路技術

要實施在線監測二次回路交流量，系統需要將網絡報文記錄裝置與繼電保護設備采集的交流量進行比對分析。分析過程可按照下述方針操作[4]。①將繼電保護設備通過通信系統上傳的雙AD采樣值與兩套雙重化保護的采樣值進行分析，如果差值沒有越限，而且繼電保護裝置采樣結果也并未出現異常，則表明交流二次回路沒有出現故障情況。②如果差值越限但是繼電保護裝置還是沒有出現警示情況，說明其中最少有一套繼電保護的交流回路有故障，還需要出示具體的詳情。將網絡報文記錄裝置中的SV與繼電保護裝置運用通信系統上傳的采樣值互相比較，如果最大差值沒有越限，并且二者都沒有發出SV斷開連接的警示，說明SV二次采樣回路也沒有出現異常。若繼電保護采樣無異常，但是控制裝置和保護設備間的采樣差值出現了越限的情況，說明網絡報文記錄裝置的采樣出現了異常情況，需要將具體詳情進行上報。

4.3 排查回路故障

排查回路故障期間，需要詳細檢查電源系統，包括熔斷器、電壓情況是否正常，之后排查交流電輸入裝置，如變壓器、直流電及各支路輸出情況，排查絕緣裝置狀態等，最后，檢查回路電容儲量情況，確保無異常現象。若操作部分出現回路異常時，經常會發生斷路器誤動或拒動的現象，需要重點關注保護裝置、開關以及繼電器的接點、配線與線圈等環節。同時，實際檢查期間需要注意排查操作規范避免影響其他回路的正常運行，在裝置圖紙的指導下，逐級排查并分析每一部分元件的問題，確保明確故障成因。完成回路故障排查工作后，需要對回路進行整組測試，確認繼電保護二次回路裝置運行狀態穩定后，再正常供電。除此之外，如果具備條件，需進行回路模擬試驗，明確掌握裝置正常運行狀態下各項參數信息，加強回路故障排查工作的準確性。

4.4 電流互感回路處理

首先，在對電流互感回路進行處理的過程中，需要確保電流互感器的質量。在選擇電流互感器時，需要對廠家的資質進行審查，并在安裝前對電流互感器的工作效果進行檢查，從而避免相關問題的出現；其次，需要確保電流互感器端子的質量，一方面需要采用質量較好的電流互感器端子，確保其質量符合實際需求。另一方面則需要在現場測量電流互感器電阻的過程中，全面檢查電流互感器的連片接觸情況，從而提升其可靠性。此外，在定期校驗的過程中，需要進一步加強對設備的維護和檢查，不但需要全面檢查電流互感回路中的電阻和絕緣狀況，還需要根據告警信息建立定期維護檢查制度，對設備的工作情況進行全面的檢查。同時，還需要建立嚴格的操作和維護監督責任制度，盡量減少人為事故的發生；最后，電流互感器回路應當保持一點接地，并在安裝和檢查的過程中檢查其接地情況。

4.5 絕緣檢查

首先應該了解，電廠繼電保護二次回路中的電氣設備通常都是安裝于戶外，而這些電氣設備在外界各種因素的共同作用下，其絕緣性能很快就會改變。例如：某電廠繼電保護系列在二次回路改造成功后，由于安裝環境不合理而出現的直流接地問題，后來人們在對該二次回路中的部分電氣設備進行了絕緣測試后發現，其絕緣性能比較之前就明顯下降了。所以，電廠的工作人員應做好對繼電保護系統二次電路的檢測，并定時檢查二次電路以及相關電氣設備的絕緣性能，從而確保電力系統的穩定運行。

5 結束語

變電站中的繼電保護裝置，在整體電力系統中處于核心地位，直接決定電力系統安全平穩運行，所以，二次回路必須要定期進行檢查并解決其中存在的安全隱患，對于提高繼電保護裝置安全且可靠的運行有顯著的提升作用。如果想要減少繼電保護中二次回路的隱患，維修人員需要將其風險進行充分的排查，將隱患在源頭進行治理，選用科學合理的措施進行排查。