電力系統繼電保護二次回路故障狀態實時監測方法(1)

張秀香

摘要：隨著用電設備數量與功率增加，對于電力能源的使用量與運行質量提出更高要求，電力系統也在逐步轉型升級，初步實現電力系統化智能化管控，這都對電氣二次回路提出更高要求，正確操作二次回路的接線，并將其與自動控制裝置、保護裝置相連接。電氣二次回路使用時難免出現故障問題，直接破壞或影響到電力系統的正常運行，出現跳閘或電力事故。通過提高故障問題的檢修水平，促進電力企業運行水平。

關鍵詞：電氣二次回路;常見故障;在線狀態監測

1緒論

電力系統運行時電氣二次回路發揮著重要作用，起著保護整個系統安全運行的作用。根據二次回路使用功能劃分類別，可以將二次回路分成信號、測量、控制及保護等類別。電力系統運行時要及時檢修二次回路可能存在的故障，并結合其運行特點與工作原理分析原因，進而采取針對性的預防措施，提高二次回路運行的準確性，降低故障發生的可能性二次回路直接對變電站內一次設備的運行可靠性產生影響。雖然我國電力行業大力普及電力智能化技術，但受限于成本、技術等因素，有部分電力企業使用傳統二次回路設備，進行故障檢測與分析依然是一項重要的工作。通常情況下，電力運行時利用二次回路報警系統及時監測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，技術人員難以區分二次回路異常與繼電保護異常。其實電網運行時二次回路斷線進而造成繼電保護系統出現故障，直接威脅到整個電網系統的安全性。合理利用在線監測技術，可以實現遠程監控，一旦出現故障問題系統及時發出告警，要求技術人員具備相應的技術素養，熟練操作在線監測系統[1]。

2電力系統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。二次短路故障會誘發一系列問題，直接將二次回路中的熔斷器破壞掉，引起保護裝置斷線。如果二次回路的電纜芯線出現故障，如斷線、接觸不良等，也會影響到保護裝置作用的發揮。當電壓回路斷線情況出現，意味著故障提示信號無法發出，排查故障時難度增加。因此要求運維人員定期全面檢查電壓互感器，最大可能規避二次回路故障的發生。

2.2 二次側開路故障分析

二次側開路故障也是電流互感器二次回路中常見的一種，出現開路故障引發多點接地問題。通常情況下當二次回路出現二次側開路故障后，整個監測回路的儀表數值均顯示零點，因此當儀表指示異常且存在一會有一會無的情況，基本上可以斷定出現半開路問題，也就是日常中最常見的接觸不良問題。此外，當回路儀表顯示異常且電流互感器出現振動與不均勻噪聲時，或故障情況嚴重直接出現冒煙、發熱，都有可能引發安全事故。運維人員要仔細全面的做好分析研究工作，避免安全事故的發生[2]。

3 電力系統繼電保護二次回路故障的解決與預防措施

3.1 二次回路故障排除措施

當出現電流互感器二次回路故障時，技術維修人員要根據現場情況確定故障發生未知，并準確判斷是否會影響保護裝置，并將現場情況整理匯報給調度站。同時，采取措施減小二次回路的電壓，通常選擇減少一次負荷電流的方式完成，如果電流互感器出現嚴重故障情況，首先要將負荷轉移走后再開始停電操作，確保技術人員人身安全。電力系統中出現裝置誤動情況時，最大可能便是交流回路零線出現斷開情況。維修時要按照標準進行，對直接電阻進行測量并靈活使用萬能表，同時測量連片兩邊的 ABC 相分別與 N 相的直流電阻。同時，廣大技術檢修人員要遵照我國頒布的相關規定要求，全面落實反事故措施，提高運行質量。此外，對保護裝置二次線修改時要檢查是否存在寄生回路，將無用線及時清理掉。直流回路變動后，要通過傳統實驗判斷正常與否，如果有需要還要模擬各類故障開展整組實驗。

3.2 依據情況制定檢測方案

繼電保護二次回路的檢測內容應該包括 4 方面信息，即設備運行信息、警告信息、保護動作信息及 SV 運行信息，這些信息都要有全面性、真實性。采集與監測二次設備運行狀態與信息時，要充分利用網絡報文裝置記錄與分析數據信息。但是實際中可以發現，網絡報文信息數量巨大，要做到信息篩選與利用工作強度大。想要提高這部分工作的效率，需要利用關聯、過濾及篩選的方法處理系統收集到的數據信息，可以將其分成不同類別，即暫時狀態、穩定狀態、狀態文件等。接受裝置沒有在規定時間內接收到有效的 SV 或GOOSE 信息時將會把預警信號發出。具體流程如下：當發現異常信息存在于繼電保護設備鏈路中時，保護裝置也不能將相關信息及時獲取到，需要通過站控層才能完成信息上報工作，此時網絡報文裝置可以及時獲取相關數據信息。接著依據信息內容或網調回路完成信息觀測與接受，并做好對比工作提高鏈路運行準確性。監測直接采集回路時，要考慮到回路接口的特殊性，造成不能和其他鏈路同步監測，使得技術人員排查故障時出現困難。因此監測故障分析時，可以給予預先配置逐步排查故障點，依據二次回路裝置的網采情況判斷故障點發生的可能性[3]。

3.3 監測斷路器二次操作回路

我國部分電力系統依舊采用傳統繼電器進行操作，如借助繼電器完成對二次回路運行狀態的監測，原理是將保護節點與繼電保護系統串聯起來進行保護，當出現如斷線故障時，繼電保護裝置可以及時將故障信號發出。這種傳統保護方式作用有限，只能監控二次回路故障且無法采取補救措施。運維技術人員對斷路器二次操作方法進行全面分析，對斷路器操作箱進行改進順利完成二次操作，同時可以進一步擴大監測范圍與敏感度。此外，二次回路在線狀態通過斷路器二次操作方式完成，需要對傳統斷路器進行改進優化，將斷路器操作箱作為監測工作的主要涉筆，實現傳統工具的升級換代。斷路器操作箱優化過程中不需要對原有操作功能進行削減，僅需要將斷路器輔助接點增加在兩個常閉接點之間即可，達成在線狀態檢測的目的。

3.4 開關量輸入回路的檢測要點分析

所謂單套保護裝置，也就是二次回路保護時利用單獨的微機機電保護裝置，這種裝置可以直接利用自身優勢[4]。傳統的檢測系統需要采集、判斷與處理二次回路中的點流量，實現有線監測二次回路在線狀態。但是整個過程中需要注意一個問題，即一旦遇到復雜成因的故障，微機繼電保護裝置難以準確、及時的做出判斷，需要引入其他保護裝置以提高微機繼電保護裝置的可靠性與安全性，如可以將失靈保護啟動閘引入，其結構與原理如圖 1 所示，當整個裝置運行狀態正常時，意味著整個系統處于流暢的狀態，整個過程中失靈保護啟動閘顯示“0”，表明二次回路狀態良好。當繼電保護裝置運行過程中出現故障時，失靈保護啟動值顯示的數據會出現變動，當數值變為“1”時說明此時繼電保護的二次回路在線狀態已經出現問題，應及時檢測故障原因。

4結束語

電氣二次回路對電力系統的安全穩定運行具有重要的促進作用，一旦出現故障將會導致供電系統出現跳閘、停電等嚴重的事故，為此技術人員應當加強對電氣二次回路的研究分析，針對具體產生故障的類型采取合理的控制方法，及時確定故障位置，使電氣二次回路能夠發揮出應有的作用，促進電力系統的穩定發展。

參考文獻：

[1]王家永，曹景雷，李俊良.繼電保護二次回路異常及故障處理對策分析[J].電氣技術與經濟，2018（04）：9- 11.

[2]黎庚榮.基于項目化教學的高職“二次回路技術”課程教學資源庫建設與應用研究[J].中國信息技術教育，2018（09）：100 - 103.

[3]葉遠波，孫月琴，黃太貴，等.智能變電站繼電保護二次回路在線監測與故障診斷技術[J].電力系統保護與控制，2016，44（20）：148-153.

[4]張杰.基于特征識別的繼電保護二次回路故障檢測方法[J].水能經濟，2017，（11）：45-46.