電力系統中的電氣二次與繼電保護研究

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2312-5042-4850

作者簡介：閆強強 （1989—），男，碩士，工程師，研究方向為繼電保護、配網自動化

摘 要：繼電保護系統對于電力系統的安全運行有重要影響，為滿足人們日常生活及生產對于電力的需要，有必要深入研究電力系統中的電氣二次與繼電保護，確保其可充分發揮保護作用。文章以電力系統中的電氣二次與繼電保護作為研究對象，在對相關文獻進行梳理和結合以往工作經驗的基礎上，對電力系統中的電氣二次與繼電保護價值進行簡單介紹，然后分析了電力系統中的電氣二次與繼電保護存在的主要問題，在這一基礎上提出電力系統中的電氣二次與繼電保護策略，包括直流故障處理、PT故障處理、CT故障處理、隱患排查及解決等，以確保電力系統安全、穩定運行，對電網運維管理具有指導和借鑒意義。

關鍵詞：電力系統???電氣二次設備???繼電保護???二次回路 ??故障處理

中圖分類號：TM73

電力系統的復雜程度日益提升，新技術及新設備的應用，在提升電力服務質量及效率的同時，也帶來了一定的安全性問題。各行業發展及日常生活對于電力的穩定供應都具有較高要求，但受到多因素的影響電力系統不斷運行時，發生故障的概率也相對較高，應用電氣二次設備及繼電保護裝置能夠為各類故障點的快速定位提供輔助，進一步提升故障修復的準確率以及及時率。當電氣二次設備和繼電保護裝置處于相對良好的狀態時，才可以發揮自身促進電力系統穩定運行的重要作用[1]。

1電力系統中的電氣二次與繼電保護的價值

電氣二次設備及繼電保護裝置在電力系統穩定運行中均發揮著關鍵作用，可為電力系統運行效率及持續性提供有力保障。電氣二次設備實際運行過程常會受到環境因素、人員誤操作、設備質量問題等影響而產生運行異常的情況，其所引發的系統故障概率相對較高。繼電保護功能的發揮離不開繼電保護裝置的支撐，其主要承擔著對電力系統當中各類電器元件故障及不正常運行狀態第一時間做出相應反應的關鍵作用，在實際工作中具體表現為斷路器跳閘等[2]。當電力系統處于正常運行狀態時，繼電保護裝置主要作為檢測角色，幫助相關人員掌握異常設備運行狀況。一旦發現電力系統運行出現某類故障，其切換為故障隔離角色，可以發揮自動化隔離故障的作用，這一過程二次回路發揮著關鍵作用，能夠實現故障范圍的有效控制，具體如圖1所示。電力系統運行過程中不管因何種因素產生故障，都可以發揮繼電保護的作用實現問題的及時檢測，確保可以制訂具有針對性的應急處理方案。系統在自行檢測的過程中，同時還承擔著全面收集、深度分析以及科學整理數據的重要任務，一旦發現出現檢測獲取的數據超出閾值的情況，系統還能夠進行自動控制，以此來保護整個線路。繼電保護回路最大的特性便是安全性，電力系統故障時有發生，安裝繼電保護二次回路有利于降低故障的發生概率和縮小影響范圍，主要是因為其可第一時間隔離故障，并且提示工作人員[3]。再加上其具有自動化的特點，因此不僅能夠追蹤分析測量數據，還可以進一步助力電網安全運行工作。

2電力系統中電氣二次與繼電保護存在的問題

電力系統中的電氣二次與繼電保護雖然具有重要的保護作用，但實際應用時依舊存在一定的問題，主要表現為智能變電站虛回路問題、線路問題及容量問題等。

（1）智能變電站虛回路屬于電力系統繼電保護二次回路中存在的熱點問題，智能變電站的線路更名、擴建、業擴等工作會產生整站SCD部分的變動，導致程度各異的各類問題頻繁發生，最后這些誤差對于電力系統數據收集等也會產生不容忽視的影響，并且還會在一定程度上弱化繼電保護二次回路本身所具有的可靠性，最終其運行準確性也無法獲得可靠保障。為此，在實際工作中應將智能變電站虛回路問題的妥善解決放在重要位置，避免對整站運行產生干擾。電力系統在具體變更數據的過程中，還應當重視繼電保護二次回路在運行方面的差異[4]。一般情況下，SCD變化所造成的繼電保護二次回路故障通常需要一定的時間才能夠妥善解決。

（2）繼電保護裝置實際運行過程線路受損問題的發生概率相對較高，之所以出現這一問題，主要是因為該裝置依靠線路十分復雜的數個系統連接而成，在實際運行的過程中常會發生線路受損等問題，進而阻撓裝置自動切斷作用的有效發揮，同時還會增大繼電保護二次回路裝置性能大打折扣問題的發生概率，導致其無法發揮應有的保護作用[5]。若是無法對線路進行修復，當電網系統產生故障后，繼電保護裝置便難以發揮自身效用，極易引發大規模停電事件。

（3）電網實際運行時，若是沒有精準捕捉裝置二次回路故障，而影響到維修工作的及時進行，將會對整個電路系統產生不容忽視的影響。例如：在實際應用斷路器以及電纜時，當遇到故障問題，沒有第一時間對其開展相應的維修工作，會增大電纜容量受損問題發生概率。如果沒有第一時間采取妥善措施處理容量降低問題，會進一步加快設備老化速度，這一問題還會導致蝴蝶效應的發生，最終不利于居民正常用電。

3電力系統中的電氣二次與繼電保護策略

3.1妥善處理直流故障

如果發現直流電源短路問題，必須梳理和明確發生短路問題的具體原因。依據整體情況可知，直流電路短路的發生主要和以下情形有關：（1）技術人員操作時可能對直流電路產生觸碰，導致電源短路問題的發生；（2）工作人員在回路檢修和連接工作中，因操作失誤引發的線路連接錯誤問題具有較高的占比，此類問題還會增大直流電源短路問題發生概率。如果發現是因為觸碰直流電路造成短路，要求相關工作人員完善保護及有效檢測技術設備與各個系統，對問題故障點進行明確后，采取相應的解決措施。若未因操作失誤引發短路問題，需要嚴格約束相關作業人員保持耐心、細致的工作態度，開展二次回路接線，在正確接通電源之后，問題會迎刃而解。

3.2妥善處理PT故障

在對PT回路缺陷進行處理時，首要工作是明確問題具體情況，推薦以薄弱環節作為切入點。例如：可以將刀閘輔助接口位置以及熔斷器等防御較弱的節點列為重點檢查對象。在實際的檢查工作中，應要求相關作業人員先對熔斷器開展檢查，在定位故障位置和類型的基礎上，還應當要求相關工作人員進一步查明電力系統具體狀態。之后，則需進一步對是否屬于因為系統接地、運方調整引發的系統不正常運行進行全面排查，并且還應進一步綜合性地檢驗PT回路。電力系統實際運行時，要求細致地分析故障具體情況，同時還需科學、合理地分析熔斷器在鐵磁諧振所產生的熔斷故障，之后使用正常的熔斷器代替出現故障的熔斷器，為電力系統可繼續正常運作提供保障。

3.3妥善處理CT故障

在電力系統中，CT回路的主要功能是提供電流采樣數據，通過電磁感應作用，實現對電流的轉化處理，然后再通過二次回路，將完成轉化的電流傳輸給各電力裝置，CT二次回路接線示意圖如圖2所示。CT回路故障主要集中在運作以及監管過程的技術方面潛藏的問題，比如實際工作中較為常見的問題為CT端子排操作技術難以滿足國家標準、電網專業性技術要求，導致電路技術故障發生概率顯著增大。妥善解決此類問題的過程中，要求將安全防護工作放在重要位置，實際操作時要求電網維持運行狀態，明顯增大了工作過程所面對的高電壓風險，具體可以結合實際情況，在絕緣墊中進行對應技術操作，確保CT回路可以得到正確連接。

3.4妥善排查隱患

在對繼電保護電氣二次回路當中所包含的變壓器進行隱蔽檢測的過程中，相關工作人員通常會選擇四端電阻法，以便于提升容量和精度等檢查結果的準確性，重點檢查其是否可以滿足標準要求。在隱患排查工作中，還需要重視母線耦合器開關電路設計中容易被忽視的隱患，針對母線中性點的點位水平和直流電路絕緣同樣需要增強檢查強度[6]。相關工作人員需要認真排查變壓器實際運行狀態，一旦發現異味等情況，應將工作重點放在短路隱患排查當中。如果遇到儀表表盤讀數長時間為0，不進行任何變動，同時變壓器硅鋼片保持高頻振動狀態時，需要再更加詳細地排查次級電路開路存在的問題。在實際的檢查工作中，相關作業人員應重視紅外測溫技術在故障排查中的應用，以此來全方位掃描及檢查繼電器二次回路的不同結構，同時對檢測到的異常情況進行有效顯示。此外，在排查繼電保護設備電氣二次回路隱患的過程中，應注重應用CPU容錯機制、電器元件維修等安全保障措施，對各類可能發生的突發事件進行有效規避。CPU容錯機制主要可及時制止繼電保護電器二次回路做出的錯誤判斷，以此來規避操作失誤問題。

3.5妥善解決隱患

繼電保護二次回路主要存在的隱患包括電纜隱患及互感器二次回路隱患等，不同隱患對應不同的處理方法，具體如下。

（1）電纜隱患。依據電力系統繼電保護具體操作情況選擇相匹配的電纜，同時對電纜質量嚴格把關；（2）電流互感器回路隱患。對電流互感器接線端子故障，要求專業電力技術人員斷開電流互感器；對電流互感本體質量問題，結合電路情況針對性處理，這一過程應將電流互感器的二次繞組回路可靠短接。電流互感器隱患的發生多與電流互感器質量問題存在密切關系，若是選用質量不過關的產品，一旦將其打開，大概率會引發電路相關設備異常問題。基于此，在具體處理電流互感器回路故障的過程中，要依據問題實際情況，采取更為有效的處理方法。

4 ?結語

綜上所述，電力系統中的電氣二次與繼電保護對于整個系統正常、穩定運行有直接影響，繼電保護及自動化裝置在電氣二次設備維修及保護中都扮演著關鍵角色。為確保電氣二次及繼電保護充分發揮自身保護作用，不僅需對各類故障妥善處理，而且需全面排查繼電保護二次回路存在的隱患，并且妥善處理各類隱患，有效規避各類電力系統故障的發生，降低故障的負面影響，為電力系統保持安全的運行狀態提供有力的維護作用。

參考文獻

[1] 趙相丞.電氣自動化系統繼電保護安全技術的應用研究[J].品牌與標準化，2023（S1）：166-169.

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[3] 章琦，王寶山，康金，等.繼電保護電氣二次回路隱患排查分析[J].電站系統工程，2023，39（4）：80-81，84.

[4] 秦海波.電力系統中的電氣二次及繼電保護探討[J].科技資訊，2023，21（10）：25-28.

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[6] 王增平，林一峰，王彤，等.電力系統繼電保護與安全控制面臨的挑戰與應對措施[J].電力系統保護與控制， 2023（6）：10-20.