應(yīng)對繼電保護二次回路故障策略研究

李永斌　王佳

摘要：通過典型案例的簡析，間接地闡述繼電保護二次回路發(fā)生直流系統(tǒng)接地（絕緣故障）和cT回路故障問題的危害，并在案例簡析的基礎(chǔ)上論述了兩種不同類型的繼電保護二次回路故障的查找方法及其防范策略。

關(guān)鍵詞：繼電保護；二次回路；故障查找；防范

中圖分類號：TM7

文獻(xiàn)標(biāo)識碼A

文章編號2095-6363（2017）04-0059-02

1.應(yīng)對繼電保護二次回路故障的意義

繼電保護的基本任務(wù)之一就是將發(fā)生故障的元件快速地、有選擇地、自動地從電力系統(tǒng)中切除，從而避免有故障的元件繼續(xù)遭受更大的破壞，進而保證其他沒有發(fā)生故障部分能夠迅速地恢復(fù)正常運行。其二是能夠正確反應(yīng)出電氣元件不正常的運行狀態(tài)，并根據(jù)運行維護的條件而選擇動作于何種信號，以便相關(guān)人員能夠在故障發(fā)生后的第一時間及時處理，或由裝置自動進行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運行就會引起損壞或發(fā)展成為事故的電氣設(shè)備予以切除。當(dāng)然，有時又要根據(jù)對電力系統(tǒng)及其元件的危害程度規(guī)定一定的延時，以避免短暫的運行波動造成不必要的動作和干擾而引起的誤動。繼電保護二次回路是繼電保護系統(tǒng)的重要組成部分，二次回路的故障不僅直接影響繼電保護設(shè)備動作的正確性，而且關(guān)系到系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。因此，研究繼電保護二次回路故障，確定查找二次回路故障的辦法，并采取相應(yīng)的防范措施防止故障發(fā)生具有十分重要的意義。

2.繼電保護二次回路故障查找及其防范措施

2.1直流系統(tǒng)接地（絕緣故障）及其處理方法

1）典型事件。2017年3月，某發(fā)電廠4號機組負(fù)荷202MH（300MW），4A、4B、4D、4E制粉系統(tǒng)運行，4A引風(fēng)機跳閘，來RB聲光報警，DCS中4A引風(fēng)機出口擋板故障狀態(tài)，1AB、2AB、5AB油槍自動投入。運行人員調(diào)整鍋爐燃燒，保持機組穩(wěn)定運行。鍋爐燃燒穩(wěn)定。停止油槍運行。運行人員就地檢查4A引風(fēng)機無異常；4A引風(fēng)機出口擋板就地檢查開位；就地檢查4A引風(fēng)機無保護動作信號，檢查4A引風(fēng)機出口擋板電源正常，匯報值長。聯(lián)系熱工、電檢、爐檢人員查找4A引風(fēng)機跳閘發(fā)RB聲光報警原因。

電氣檢修人員對4A引風(fēng)機出口檔板回路檢查后確認(rèn)4A引風(fēng)機出口擋板反饋信號誤動作。將此信號解除，不影響4A引風(fēng)機運行。值長令恢復(fù)系統(tǒng)運行，在啟動4A引風(fēng)機時，差動速斷保護動作跳閘。經(jīng)全面檢查4A引風(fēng)機無異常，引風(fēng)機電機靜止后再次啟動正常。經(jīng)分析，4A引風(fēng)機出口擋板之所以誤來關(guān)閉信號，是因為4A引風(fēng)機出口擋板反饋信號電纜敷設(shè)過程中，電纜受到機械傷害，導(dǎo)致電纜線間及外絕緣損壞，雖然沒有直接短路和接地。但是，運行時絕緣受損部位因受到水浸泡絕緣降低，達(dá)到DCS確認(rèn)“4A引風(fēng)機出口擋板關(guān)閉”的動作值，導(dǎo)致4A引風(fēng)機跳閘。

2）直流接地（絕緣故障）查找方法。直流接地（絕緣故障）查找出故障點常用的方法：首先確認(rèn)直流接地故障的真實性，要排除誤報警的可能。然后確定接地故障的極性，并認(rèn)真分析故障原因：如果二次回路上有人工作，或者有人在回路上做試驗，則應(yīng)該立即停止相應(yīng)的工作，并拉開相應(yīng)的工作電源，觀察信號是否還存在。如果故障仍然存在，可以進一步進行排查。可按由總路開關(guān)到支路開關(guān)的方式，用分網(wǎng)法來逐漸縮小范圍，將直流系統(tǒng)拆分成幾個不相聯(lián)系的部分進行查找。如果絕緣監(jiān)測裝置有故障選線功能，可根據(jù)故障線路提示，進一步縮小故障范圍。對于相對次要的直流負(fù)荷及不能轉(zhuǎn)移的負(fù)荷，可以通過瞬間停電來查找相應(yīng)回路中有無接地故障，而對于比較主要的直流負(fù)荷，則可以通過轉(zhuǎn)移負(fù)荷法來查找相應(yīng)回路有無接地故障。如果上面的一系列動作均未查出故障點，那么就應(yīng)該重點考慮可能發(fā)生了同極性的兩點接地。如果檢查發(fā)現(xiàn)接地點就在某一回路，那么有環(huán)路的就必須解開環(huán)路，然后才能取保險及拆端子，直至找到故障點并徹底消除為止。

3）接地（絕緣）故障的防范措施。一要把好施工質(zhì)量關(guān)，以便從根本上避免直流系統(tǒng)接地故障的發(fā)生。二要做好隔離工作。裝好防雨罩，并保證斷路器機構(gòu)箱、斷路器端子箱、隔離開關(guān)機構(gòu)箱等二次電纜穿管處的封堵性完好，隔雨雪風(fēng)霜、防潮濕及灰塵、阻昆蟲及小動物。三要做好巡視檢查工作。巡視時順便清掃端子排、輔助開關(guān)等二次設(shè)備。四要加強絕緣測試工作，以便及時發(fā)現(xiàn)問題并及時處理，以避免直流系統(tǒng)接地（絕緣）故障的發(fā)生。

2.2cT回路故障查找及其防范措施

1）典型事件。2016年3月的一天，電氣檢修人員突然接到運行電話通知，說某皮帶機2次啟動失敗，現(xiàn)場開關(guān)報負(fù)序報警，需派相關(guān)人員到現(xiàn)場檢查處理。電氣檢修人員迅速趕往現(xiàn)場進行查看，發(fā)現(xiàn)該皮帶機電源開關(guān)報故障報警。通過進入綜合保護裝置查看故障記錄發(fā)現(xiàn)：第一次啟動故障記錄，A相電流0.1s后變?yōu)?，B/c均有電流（CT變比100/1），可以確定電流不平衡保護（也稱負(fù)序保護）動作，而且是負(fù)序不平衡二段保護，2S動作。第二次啟動故障記錄同第一次基本一致，同樣是A相電流0.1s后變?yōu)?，B/c均有電流（CT變比100/1），可以確定電流不平衡保護（也稱負(fù)序保護）動作，而且是負(fù)序不平衡二段保護，2s動作。

電氣檢修人員進而測量開關(guān)柜CT側(cè)阻值，均平衡，分別為A：0.740Ω，B：0.713Ω，c：0.736Ω。裝置側(cè)阻值，均平衡，分別為A：0.974Ω，B：0.961Ω，c：0.966Ω。檢查到此，并不能完全確定問題出在哪里。經(jīng)與專業(yè)技術(shù)人員一共協(xié)商會決定，先更換綜合保護裝置。當(dāng)把新裝置安裝完畢后繼續(xù)試運，仍然是啟動后繼續(xù)報負(fù)序報警。進入保護裝置故障記錄查看，發(fā)現(xiàn)再次啟動后1.2s，A相電流變?yōu)?，B/c均有電流（CT變比100/1），可以確定電流不平衡保護（也稱負(fù)序保護）動作，但為負(fù)序不平衡一段保護，10S動作。很明顯，裝置更換后，問題仍然存在。經(jīng)討論研究后決定更換cT裝置。更換完畢后，押票試運，啟動正常。

最后，確定本次故障缺陷是因為cT質(zhì)量存在問題導(dǎo)致。

2）cT回路故障查找方法。一般的cT開路故障可以直接觀察判斷。比如，當(dāng)發(fā)現(xiàn)cT端子排處有比較明顯的過熱或是燒灼的痕跡時，甚至是發(fā)現(xiàn)有火花出現(xiàn)，就可以斷定cT回路開路。查找確認(rèn)時，首先要查看是否在保護校驗結(jié)束后忘記恢復(fù)cT回路的聯(lián)片。如果沒有發(fā)生忘記恢復(fù)事件，繼續(xù)查看端子排是否老化，是否是端子排質(zhì)量存在問題，繼而檢查CT，必要時需要做相關(guān)的試驗。

當(dāng)設(shè)備運行時，頻繁或是持續(xù)發(fā)出差流越線告警信號，就可以初步斷定cT輸出電流偏差大。查找確認(rèn)時，可以選擇使“三相平衡法”在cT回路中一段一段地進行分段查找。即通過測量三相電流的值，分析這三相電流是不是平衡，如果平衡，則從端子箱到保護屏及所串聯(lián)的回路有問題。如果不平衡，則cT本身輸出有問題。如果，一段一段地查找下去，便能夠最終確認(rèn)故障點在哪里。

3）cT回路故障防范措施。cT回路故障的主要防范措施：加強有關(guān)人員的責(zé)任意識。無論是cT、端子排的本身質(zhì)量問題，還是由于保護校驗結(jié)束后忘記恢復(fù)cT回路的聯(lián)片，都是因為相關(guān)人員的責(zé)任意識不強。二是要加強設(shè)備的巡視檢查工作。有些cT沒有設(shè)置異常告警信號，一旦出現(xiàn)問題但無論通過信號告警而在第一時間被直接發(fā)現(xiàn)，因此需要完善相應(yīng)的制度，定期對這類的cT進行巡視檢查。三是完善并落實繼電保護工作的各種規(guī)章制度、規(guī)程規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、法律法規(guī)，以避免人為因素而導(dǎo)致事故的發(fā)生。

3.結(jié)論

繼電保護二次回路涉及到了源回路、測量回路、控制回路和信號回路等諸多的回路，比較廣泛，因此，其故障的類型也是多種多樣、干差萬別的。但是，糾其根本原因主要有：人為原因、質(zhì)量問題、自然環(huán)境問題等。無論是哪一種原因?qū)е碌睦^電保護二次回路故障，只有強化責(zé)任意識，把好各個關(guān)口，遵章守紀(jì)，就一定能避免或減少很多安全隱患，確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，為我國的經(jīng)濟發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。