電力系統(tǒng)電氣二次回路的常見故障及防范

黃 松

（湖北省電力勘測設計院有限公司，湖北 武漢 430040）

0 引 言

電力系統(tǒng)中，電氣二次回路是一個重要的組成部分。目前，在社會發(fā)展中，電氣二次回路呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展趨勢。這就對檢修工作人員的技術提出了更高要求，也使得檢修難度不斷加大，倘若不能及時檢修，就會嚴重威脅電力系統(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，必須對電力系統(tǒng)中二次回路經常見到的故障進行分析，并采取相應對策進行防范，以確保電力系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行。

1 電氣二次回路概述

電力系統(tǒng)運行中，電氣二次回路發(fā)揮著非常重要的作用，可以很好地保護整個系統(tǒng)的運行安全。按照電力二次回路的使用功能可以將其劃分成信號、測量、控制以及保護等類型。同時，電力系統(tǒng)在運行中要及時檢查維修二次回路的故障，并與運行特征、工作原理相結合對故障原因進行分析，針對具體故障問題采取相應的措施進行防范，確保二次回路運行效率得到提高，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，比較常見的一種二次回路故障是二次短路。該故障的發(fā)生會引起很多問題，如直接破壞熔斷器、造成保護裝置斷線。同時，二次回路運行中電纜芯線故障也經常出現(xiàn)，如斷線和接觸不良等問題，會嚴重影響保護裝置作用的發(fā)揮。如果電壓回路出現(xiàn)斷線，就說明故障提示信號無法發(fā)出，故障排查難度增加。

2.2 二次側開路故障

電流互感器中，二次側開關是一種常見的二次回路故障，會引起很多地點接地問題的發(fā)生。一般情況下，如果二次回路發(fā)生二次側開路故障，檢測回路儀表數(shù)值就會歸0，儀表指示就會發(fā)生異常，出現(xiàn)時有時無的情況。這就是板開路問題，是接觸不良導致的。如果回路儀表顯示出現(xiàn)異常，且電流互感器出現(xiàn)振動和不均勻的噪音，或者出現(xiàn)非常嚴重的冒煙和發(fā)熱，都有可能引起安全事故的發(fā)生[1]。

2.3 繼電保護故障的分析

對于斷路器，如果控制電源出現(xiàn)故障、不能正常操作，就說明繼電器無法控制電源，此時自動控制系統(tǒng)就會馬上發(fā)出故障信號。同時，斷路器發(fā)生故障的原因有很多種，如錯誤觸碰控制電源開關、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間內將控制回路斷線信號發(fā)出，也無法合閘或者跳閘。此外，倘若保險絲出現(xiàn)燒毀，合閘機械發(fā)生故障，就會嚴重影響合閘功能。

3 解決和預防電力系統(tǒng)電氣二次回路故障的對策

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)運行中，如果發(fā)生電流互感器二次回路故障，技術和維修人員要根據(jù)施工現(xiàn)場的情況對故障發(fā)生進行正確判斷，并判斷其是否影響保護裝置，然后將施工現(xiàn)場的情況進行整理和匯總，上報給調度站。同時，要采取相應措施減小二次回路電壓，一般選擇的方式要能減少一次負荷電流。如果電流互感器發(fā)生較嚴重的故障，要先轉移負荷再停電，從而保障技術人員的身體安全。

如果在電力系統(tǒng)中存在裝置誤動，交流回路零線斷開是最有可能出現(xiàn)的，維修時需要嚴格按照相關標準進行，直接測量電阻，并且靈活使用萬能表，對連片兩邊的ABC相、N相直流電阻進行測量。技術維修人員必須嚴格根據(jù)國家頒布的相關規(guī)定落實好反事故措施，確保運行質量的提升，修改保護裝置二次回線時要對寄生回路存在情況進行修改，及時、有效清除無用的線。

3.1.2 電壓互感器二次回路故障處理

對于電壓互感器二次回路，運行過程中，熔斷器熔斷、安裝快分開關跳閘是存在的主要故障，會導致保護裝置出現(xiàn)斷線信號。如果電壓回路的中性線出現(xiàn)斷線情況，就不會有故障信號發(fā)出，所以要有效預防檢修。為測量裝置UN點與保護屏下接地銅排之間的電阻數(shù)值，利用萬用表查找電阻檔，如果電阻值為0 Ω，就說明中性線回路處于正常狀況。

電力系統(tǒng)運行中，經常發(fā)生燒毀保護電壓的切換插件的故障，極大地影響了電網運行的穩(wěn)定性。出現(xiàn)該故障的原因是回路短路與承載負荷超過標準數(shù)值，通常在實施操作中，該故障容易出現(xiàn)。變電站停母線操作的過程中，二次電壓反送電一次系統(tǒng)時，承載負荷會出現(xiàn)超重情況，從而造成插件燒毀。同時，電壓互感器的二次側有一部分不帶電母線，充電過程中會出現(xiàn)反送電現(xiàn)象，若出現(xiàn)停電，一次側母線即使不接地，也有較大的母線電容和絕緣電阻，但是因為電壓互感器的二次側阻抗能力不高，隨著反沖電電流不斷增大，電壓互感器二次側開關就會出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，導致運行過程中保護裝置失去壓力[2]。

3.2 依據(jù)情況制定檢測方案

對繼電保護進行二次回路檢測的過程中，主要包括4個方面的內容，設備運行、警告、保護動作以及SV運行等信息。這些信息要具備全面性和真實性的特征，并且在采集和監(jiān)測二次設備運行狀況和信息時要充分利用網絡報文裝置將數(shù)據(jù)信息進行記錄和分析。但是，從具體現(xiàn)狀中發(fā)現(xiàn)，網絡報文信息非常大，工作強度很大，要想合理篩選信息和調整工作強度，提高工作效率，還要采用關聯(lián)、過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)定時間內沒有接收到有效SV或者GOOSE信息，系統(tǒng)就會發(fā)出預警信號。具體的操作流程為，如果在繼電保護裝置中發(fā)現(xiàn)異常信息，保護裝置也不能夠及時獲取相關信息，主要是通過站控層上報信息；在此過程中網絡報文裝置能夠及時有效地獲取相關數(shù)據(jù)信息，然后根據(jù)信息內容或者網絡調控回路對信息進行觀測和接收，對比分析，從而提高鏈路運行的準確度。通過監(jiān)測對回路進行采集時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。技術人員排查故障時難度不斷加大，因此故障檢測時，要事先配置、逐一對故障點進行排查，并且根據(jù)二次回路裝置的網絡采集情況判斷故障發(fā)生率。

3.3 監(jiān)測斷路器二次操作回路

在我國，少部分電力系統(tǒng)依然采用傳統(tǒng)繼電設備進行操作。例如，利用繼電設備監(jiān)測二次回路的運行狀態(tài)，其工作原理是串聯(lián)保護節(jié)點和繼電保護系統(tǒng)。如果出現(xiàn)斷線故障，繼電保護裝置就可以及時發(fā)出故障信號。該保護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，并且無法采取相應措施進行補救。因此，運行維護技術人員首先要全面分析斷路器二次操作，改進斷路器操作箱順利完成二次操作，還應該擴大監(jiān)測范圍和敏感度；然后采用斷路器二次操作對二次回路的在線狀態(tài)進行開展，不斷改進和優(yōu)化傳統(tǒng)斷路器，把斷路器操作箱作為監(jiān)測重點，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的操作功能，只需要把斷路器輔助節(jié)點添加到兩個常閉節(jié)點中間即可，促使在線狀態(tài)目的的實現(xiàn)。

3.4 開關量輸入回路的檢測要點分析

單套保護裝置就是在進行二次回路保護的過程中利用單獨微機機電保護裝置。這一裝置能夠直接利用自身的優(yōu)勢特征，而傳統(tǒng)的檢測系統(tǒng)需要實施采集、判斷以及二次回路點流量處理，以確保在線檢測二次回路在線狀態(tài)的實現(xiàn)。但是在整個過程中如果遇到比較復雜的故障，微機機電保護裝置就很難準確和及時地判斷，要引入一些其他保護裝置，確保微機機電保護裝置更加安全可靠。同時，倘若可以引入失靈保護啟動閘，那么裝置運行處于正常狀況時就說明整個系統(tǒng)狀態(tài)十分流暢。失靈保護啟動閘顯示為0，就說明二次回路狀態(tài)良好[3]。

5 結 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、保護以及控制電力的作用，一旦其發(fā)生故障就嚴重威脅電力生產效益。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自身知識儲備，提高檢修效率，以確保二次回路和電力系統(tǒng)運行質量的提高。