電力系統(tǒng)繼電保護(hù)二次回路故障狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法(1)

張秀香

摘要：隨著用電設(shè)備數(shù)量與功率增加，對(duì)于電力能源的使用量與運(yùn)行質(zhì)量提出更高要求，電力系統(tǒng)也在逐步轉(zhuǎn)型升級(jí)，初步實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)化智能化管控，這都對(duì)電氣二次回路提出更高要求，正確操作二次回路的接線，并將其與自動(dòng)控制裝置、保護(hù)裝置相連接。電氣二次回路使用時(shí)難免出現(xiàn)故障問題，直接破壞或影響到電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，出現(xiàn)跳閘或電力事故。通過提高故障問題的檢修水平，促進(jìn)電力企業(yè)運(yùn)行水平。

關(guān)鍵詞：電氣二次回路;常見故障;在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)

1緒論

電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)電氣二次回路發(fā)揮著重要作用，起著保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)安全運(yùn)行的作用。根據(jù)二次回路使用功能劃分類別，可以將二次回路分成信號(hào)、測(cè)量、控制及保護(hù)等類別。電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)要及時(shí)檢修二次回路可能存在的故障，并結(jié)合其運(yùn)行特點(diǎn)與工作原理分析原因，進(jìn)而采取針對(duì)性的預(yù)防措施，提高二次回路運(yùn)行的準(zhǔn)確性，降低故障發(fā)生的可能性二次回路直接對(duì)變電站內(nèi)一次設(shè)備的運(yùn)行可靠性產(chǎn)生影響。雖然我國(guó)電力行業(yè)大力普及電力智能化技術(shù)，但受限于成本、技術(shù)等因素，有部分電力企業(yè)使用傳統(tǒng)二次回路設(shè)備，進(jìn)行故障檢測(cè)與分析依然是一項(xiàng)重要的工作。通常情況下，電力運(yùn)行時(shí)利用二次回路報(bào)警系統(tǒng)及時(shí)監(jiān)測(cè)交流回路或直流回路是否存在異常情況，受到一些因素影響，技術(shù)人員難以區(qū)分二次回路異常與繼電保護(hù)異常。其實(shí)電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)二次回路斷線進(jìn)而造成繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，直接威脅到整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性。合理利用在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，一旦出現(xiàn)故障問題系統(tǒng)及時(shí)發(fā)出告警，要求技術(shù)人員具備相應(yīng)的技術(shù)素養(yǎng)，熟練操作在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[1]。

2電力系統(tǒng)電氣二次回路常見故障原因分析

2.1 二次短路故障的分析

電壓互感器中也存在二次回路，其中二次短路就是最常見的一種故障。二次短路故障會(huì)誘發(fā)一系列問題，直接將二次回路中的熔斷器破壞掉，引起保護(hù)裝置斷線。如果二次回路的電纜芯線出現(xiàn)故障，如斷線、接觸不良等，也會(huì)影響到保護(hù)裝置作用的發(fā)揮。當(dāng)電壓回路斷線情況出現(xiàn)，意味著故障提示信號(hào)無法發(fā)出，排查故障時(shí)難度增加。因此要求運(yùn)維人員定期全面檢查電壓互感器，最大可能規(guī)避二次回路故障的發(fā)生。

2.2 二次側(cè)開路故障分析

二次側(cè)開路故障也是電流互感器二次回路中常見的一種，出現(xiàn)開路故障引發(fā)多點(diǎn)接地問題。通常情況下當(dāng)二次回路出現(xiàn)二次側(cè)開路故障后，整個(gè)監(jiān)測(cè)回路的儀表數(shù)值均顯示零點(diǎn)，因此當(dāng)儀表指示異常且存在一會(huì)有一會(huì)無的情況，基本上可以斷定出現(xiàn)半開路問題，也就是日常中最常見的接觸不良問題。此外，當(dāng)回路儀表顯示異常且電流互感器出現(xiàn)振動(dòng)與不均勻噪聲時(shí)，或故障情況嚴(yán)重直接出現(xiàn)冒煙、發(fā)熱，都有可能引發(fā)安全事故。運(yùn)維人員要仔細(xì)全面的做好分析研究工作，避免安全事故的發(fā)生[2]。

3 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)二次回路故障的解決與預(yù)防措施

3.1 二次回路故障排除措施

當(dāng)出現(xiàn)電流互感器二次回路故障時(shí)，技術(shù)維修人員要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定故障發(fā)生未知，并準(zhǔn)確判斷是否會(huì)影響保護(hù)裝置，并將現(xiàn)場(chǎng)情況整理匯報(bào)給調(diào)度站。同時(shí)，采取措施減小二次回路的電壓，通常選擇減少一次負(fù)荷電流的方式完成，如果電流互感器出現(xiàn)嚴(yán)重故障情況，首先要將負(fù)荷轉(zhuǎn)移走后再開始停電操作，確保技術(shù)人員人身安全。電力系統(tǒng)中出現(xiàn)裝置誤動(dòng)情況時(shí)，最大可能便是交流回路零線出現(xiàn)斷開情況。維修時(shí)要按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，對(duì)直接電阻進(jìn)行測(cè)量并靈活使用萬能表，同時(shí)測(cè)量連片兩邊的 ABC 相分別與 N 相的直流電阻。同時(shí)，廣大技術(shù)檢修人員要遵照我國(guó)頒布的相關(guān)規(guī)定要求，全面落實(shí)反事故措施，提高運(yùn)行質(zhì)量。此外，對(duì)保護(hù)裝置二次線修改時(shí)要檢查是否存在寄生回路，將無用線及時(shí)清理掉。直流回路變動(dòng)后，要通過傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)判斷正常與否，如果有需要還要模擬各類故障開展整組實(shí)驗(yàn)。

3.2 依據(jù)情況制定檢測(cè)方案

繼電保護(hù)二次回路的檢測(cè)內(nèi)容應(yīng)該包括 4 方面信息，即設(shè)備運(yùn)行信息、警告信息、保護(hù)動(dòng)作信息及 SV 運(yùn)行信息，這些信息都要有全面性、真實(shí)性。采集與監(jiān)測(cè)二次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)與信息時(shí)，要充分利用網(wǎng)絡(luò)報(bào)文裝置記錄與分析數(shù)據(jù)信息。但是實(shí)際中可以發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)報(bào)文信息數(shù)量巨大，要做到信息篩選與利用工作強(qiáng)度大。想要提高這部分工作的效率，需要利用關(guān)聯(lián)、過濾及篩選的方法處理系統(tǒng)收集到的數(shù)據(jù)信息，可以將其分成不同類別，即暫時(shí)狀態(tài)、穩(wěn)定狀態(tài)、狀態(tài)文件等。接受裝置沒有在規(guī)定時(shí)間內(nèi)接收到有效的 SV 或GOOSE 信息時(shí)將會(huì)把預(yù)警信號(hào)發(fā)出。具體流程如下：當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常信息存在于繼電保護(hù)設(shè)備鏈路中時(shí)，保護(hù)裝置也不能將相關(guān)信息及時(shí)獲取到，需要通過站控層才能完成信息上報(bào)工作，此時(shí)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文裝置可以及時(shí)獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息。接著依據(jù)信息內(nèi)容或網(wǎng)調(diào)回路完成信息觀測(cè)與接受，并做好對(duì)比工作提高鏈路運(yùn)行準(zhǔn)確性。監(jiān)測(cè)直接采集回路時(shí)，要考慮到回路接口的特殊性，造成不能和其他鏈路同步監(jiān)測(cè)，使得技術(shù)人員排查故障時(shí)出現(xiàn)困難。因此監(jiān)測(cè)故障分析時(shí)，可以給予預(yù)先配置逐步排查故障點(diǎn)，依據(jù)二次回路裝置的網(wǎng)采情況判斷故障點(diǎn)發(fā)生的可能性[3]。

3.3 監(jiān)測(cè)斷路器二次操作回路

我國(guó)部分電力系統(tǒng)依舊采用傳統(tǒng)繼電器進(jìn)行操作，如借助繼電器完成對(duì)二次回路運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，原理是將保護(hù)節(jié)點(diǎn)與繼電保護(hù)系統(tǒng)串聯(lián)起來進(jìn)行保護(hù)，當(dāng)出現(xiàn)如斷線故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置可以及時(shí)將故障信號(hào)發(fā)出。這種傳統(tǒng)保護(hù)方式作用有限，只能監(jiān)控二次回路故障且無法采取補(bǔ)救措施。運(yùn)維技術(shù)人員對(duì)斷路器二次操作方法進(jìn)行全面分析，對(duì)斷路器操作箱進(jìn)行改進(jìn)順利完成二次操作，同時(shí)可以進(jìn)一步擴(kuò)大監(jiān)測(cè)范圍與敏感度。此外，二次回路在線狀態(tài)通過斷路器二次操作方式完成，需要對(duì)傳統(tǒng)斷路器進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，將斷路器操作箱作為監(jiān)測(cè)工作的主要涉筆，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)工具的升級(jí)換代。斷路器操作箱優(yōu)化過程中不需要對(duì)原有操作功能進(jìn)行削減，僅需要將斷路器輔助接點(diǎn)增加在兩個(gè)常閉接點(diǎn)之間即可，達(dá)成在線狀態(tài)檢測(cè)的目的。

3.4 開關(guān)量輸入回路的檢測(cè)要點(diǎn)分析

所謂單套保護(hù)裝置，也就是二次回路保護(hù)時(shí)利用單獨(dú)的微機(jī)機(jī)電保護(hù)裝置，這種裝置可以直接利用自身優(yōu)勢(shì)[4]。傳統(tǒng)的檢測(cè)系統(tǒng)需要采集、判斷與處理二次回路中的點(diǎn)流量，實(shí)現(xiàn)有線監(jiān)測(cè)二次回路在線狀態(tài)。但是整個(gè)過程中需要注意一個(gè)問題，即一旦遇到復(fù)雜成因的故障，微機(jī)繼電保護(hù)裝置難以準(zhǔn)確、及時(shí)的做出判斷，需要引入其他保護(hù)裝置以提高微機(jī)繼電保護(hù)裝置的可靠性與安全性，如可以將失靈保護(hù)啟動(dòng)閘引入，其結(jié)構(gòu)與原理如圖 1 所示，當(dāng)整個(gè)裝置運(yùn)行狀態(tài)正常時(shí)，意味著整個(gè)系統(tǒng)處于流暢的狀態(tài)，整個(gè)過程中失靈保護(hù)啟動(dòng)閘顯示“0”，表明二次回路狀態(tài)良好。當(dāng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障時(shí)，失靈保護(hù)啟動(dòng)值顯示的數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)變動(dòng)，當(dāng)數(shù)值變?yōu)椤?”時(shí)說明此時(shí)繼電保護(hù)的二次回路在線狀態(tài)已經(jīng)出現(xiàn)問題，應(yīng)及時(shí)檢測(cè)故障原因。

4結(jié)束語

電氣二次回路對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的促進(jìn)作用，一旦出現(xiàn)故障將會(huì)導(dǎo)致供電系統(tǒng)出現(xiàn)跳閘、停電等嚴(yán)重的事故，為此技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)電氣二次回路的研究分析，針對(duì)具體產(chǎn)生故障的類型采取合理的控制方法，及時(shí)確定故障位置，使電氣二次回路能夠發(fā)揮出應(yīng)有的作用，促進(jìn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展。

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