二次回路故障診斷與檢修技術在繼電保護系統中的應用分析

【關鍵詞】二次回路；故障診斷；檢修技術；繼電保護系統

引言

在電力系統里，繼電保護系統是保證電網安全穩定運行的關鍵防線，二次回路作為繼電保護系統的關鍵構成部分，它的運行狀態會直接對繼電保護裝置動作的準確性產生影響。二次回路出現故障有可能致使繼電保護裝置出現誤動或者拒動的情況，引發嚴重的電力系統事故。研究二次回路故障診斷與檢修技術在繼電保護系統中的應用，對提升電力系統的可靠性與穩定性有著關鍵作用。

一、電力系統繼電保護二次回路概述

（一）繼電器

繼電器作為繼電保護二次回路里的關鍵部件，可依據輸入信號的改變，自動操控電路的連通與斷開。在電力系統范疇內，繼電器按照作用可以分成測量繼電器以及輔助繼電器這兩類。像電流繼電器、電壓繼電器這類測量繼電器，可直接體現控制量的變化情況，起到保護發動機、變壓器等設備的作用。而如中間繼電器、時間繼電器等輔助繼電器，主要是為主要繼電器提供服務，實現信號傳遞、時間控制等功能。繼電器借助其內部的電磁機構或者感應機構，當檢測到故障信號時會快速做出動作，切斷故障電路，以此保障電力系統的安全[1]。

（二）輸入輸出電纜

輸入輸出電纜作為連接繼電保護裝置和外部設備的紐帶，承擔著傳輸電流、電壓等模擬信號以及開關量信號的職責。于二次回路而言，電纜的選擇以及敷設有相當關鍵的意義，為保證信號傳輸準確且可靠，一般會選用屏蔽電纜，該電纜的銅屏蔽層會在開關場與控制室同時進行接地操作，以此來降低電磁干擾。電纜的芯線標號應當齊全、準確并且清晰，方便進行查線以及維護工作。

（三）端子

端子作為二次回路里用于連接導線以及設備的金屬部件，借助端子排達成各裝置之間的電氣連接，端子排的設計依照“功能分區，端子分段”這一原則，可查找故障點以及進行接線操作。端子排上的每一個端子都有明確的編號，例如“CD12”意味著分段端子排的標識是CD，接線端子于分段端子排上的位置是12。端子實現正確連接乃是保障二次回路正常運行的基礎所在[2]。

（四）電抗器

電抗器于繼電保護二次回路中主要發揮吸收容性無功的作用，降低長距離輸電線路的容性電壓，對瞬時短路電流起到限制作用。在電容器組當中，串聯電抗器可防止諧波出現放大情況，保護電容器使其不受到諧波的損害。電抗器進行選型時要依據系統需求來確定其電抗值以及額定電流，以此保證它可以有效開展工作。

（五）電容器

電容器在電力系統中用于補償無功功率，提高功率因數。在繼電保護二次回路中，電容器常用于濾波電路，平滑電壓波動，減少諧波干擾。同時，電容器組也需配備完善的繼電保護裝置，如電流速斷保護、過電流保護等，以確保其安全運行[3]。

（六）濾波器

濾波器的作用是濾除保護算法原理中所指定的高頻分量以及噪聲分量，以此提升繼電保護裝置的準確性以及可靠性。在微機保護當中，數字濾波器借助執行特定程序來對數字信號開展濾波處理，去除無用成分，將有效信號保留下來。濾波器進行設計的時候要考慮其頻率特性、階數等諸多因素，契合不同的保護需求[4]。

二、二次回路常見故障類型

二次回路中常見的故障類型繁雜，對電力系統的穩定運行有著不小的影響。首先是接線錯誤，在二次回路進行安裝或者改造時，要是施工人員有所疏忽，就容易出現接線松動、虛接以及誤接等狀況。例如把電流互感器二次側開路接線，又或者將控制回路接線錯誤地接入信號回路，這會致使設備出現誤動、拒動現象，甚至可能引發安全事故。其次是元件損壞，二次回路里的繼電器、接觸器以及端子等元件，由于長期運行、老化、過載或者質量方面的問題，有可能出現觸點接觸不良、線圈燒毀以及絕緣破損等故障。比如中間繼電器觸點氧化會使得控制信號無法正常傳遞。再是電源故障，二次回路電源要是出現電壓異常、波動或者中斷，會對保護裝置、控制回路的正常工作產生影響，如直流電源故障會讓直流操作的保護裝置失去動力源，無法及時做出動作。最后是干擾故障，電力系統中的電磁干擾、諧波干擾等，可能導致二次回路中的電子設備出現誤動作、數據采集不準確的情況，例如變電站中的強電磁場會干擾附近的微機保護裝置，造成測量誤差或者誤判[5]。

三、二次回路故障診斷與檢修技術在繼電保護系統中的應用要點

（一）進行負荷檢測、質量檢修、保護檢修

負荷檢測、質量檢修和保護檢修是二次回路故障診斷與檢修中的基礎和關鍵環節，它們相互關聯、相互影響，共同保障二次回路及繼電保護系統的正常運行。

負荷檢測是了解二次回路運行狀況的關鍵辦法，借助對二次回路所承載負荷展開實時監測，可把握負荷的變化走向以及實際規模。在電力系統里，二次回路的負荷會依照電網的運行模式以及用電需求的改變而產生波動，舉例來講，在用電高峰時段，二次回路中的信號傳輸以及控制任務會增多，負荷也會隨之增大。借助裝設負荷監測設備，像電流互感器、電壓互感器等，可實時獲取二次回路的電流、電壓等參數，算出負荷大小。運用這些數據，可判定二次回路是否處于正常運行負荷區間內，要是負荷過大，可能會致使二次回路中的元件過熱、絕緣老化加快，甚至引發故障。定期開展負荷檢測，并依據檢測結果調整電網運行方式或者優化二次回路設計，是預防二次回路故障的關鍵舉措[6]。

質量檢修著重對二次回路里各個元件以及設備的質量展開檢查與維護工作，二次回路當中元件數量眾多，像繼電器、接觸器、端子排、電纜等都包含在內，這些元件的質量對于二次回路的可靠性有著直接的關聯。在質量檢修進程中，首先要針對元件的外觀實施檢查，查看有無損壞、變形、燒焦等狀況。例如，要留意繼電器外殼有沒有裂紋，觸點有無燒蝕現象，需對元件的性能開展測試，運用專業的測試儀器，像繼電保護測試儀、萬用表等，來測量元件的電氣參數，以此判斷其是否契合標準要求；對于電纜而言，要檢查其絕緣性能以及導通性，保證電纜可正常實現信號和電能的傳輸。另外還要對元件的安裝質量進行檢查，保證元件安裝穩固、接線正確，例如端子排的接線應當緊固，防止出現松動導致接觸不良的問題。憑借定期開展質量檢修，可及時察覺元件存在的質量問題，并給予更換或者修復，保障二次回路的正常運轉。

保護檢修對于保障繼電保護系統準確動作而言非常關鍵，繼電保護裝置身為二次回路的核心構成部分，其功能在于當電力系統出現故障之時，可快速且精準地切除故障元件，以此維護電力設備的安全。在保護檢修工作里，需要對繼電保護裝置的整定值展開核對與調整操作，整定值是依據電力系統的運行參數以及保護要求來設定的，一旦整定值不準確，便有可能致使保護裝置出現誤動或者拒動的情況。舉例來說，電流保護的整定值應當依據線路的最大負荷電流以及短路電流來進行設置，要是整定值過小，那么在正常運行狀態下就可能會發生誤動，要是整定值過大，在故障發生的時候就可能會出現拒動。還要對保護裝置的動作邏輯開展測試，以此保證其可依照預定的邏輯正確動作，可借助模擬各種故障情形，觀察保護裝置的出口信號以及動作時間，判斷其是否符合相應要求[7]。

（二）差動保護裝置的電流檢修

差動保護是繼電保護系統中的重要保護方式之一，廣泛應用于變壓器、發電機等重要電力設備的保護中。差動保護裝置的電流檢修是確保差動保護準確動作的關鍵環節。差動保護的基本原理建立在基爾霍夫電流定律之上，也就是說流入節點的電流總和等于流出節點的電流總和。在正常運行狀況下，差動保護所保護的設備各側電流之和是零，要是設備內部出現故障，故障電流會讓差動電流變大，當差動電流超過整定值的時候，差動保護裝置便會動作，將故障設備切除。因此，對差動保護裝置的電流展開準確檢修相當關鍵。

在對差動保護裝置的電流展開準確檢修時，需檢測電流互感器，電流互感器作為差動保護系統中獲取電流信號的關鍵設備，其準確性與可靠性會直接影響差動保護性能，要查看電流互感器變比是否契合設計要求，變比誤差應處于規定范圍，可用專業互感器校驗儀測試電流互感器變比；需檢查電流互感器二次負載是否在允許范圍，二次負載過大，會使電流互感器誤差增大，影響差動保護準確性，可憑借測量電流互感器二次回路阻抗來計算二次負載；還要檢查電流互感器極性是否正確，極性接反會致使差動電流計算錯誤，引發保護誤動或拒動，可用直流法或交流法檢測電流互感器極性，電流采樣回路將電流互感器輸出的電流信號轉換為數字信號，供保護裝置計算與分析；要檢查采樣回路接線是否正確，有無虛接、短路等問題，可以使用萬用表測量采樣回路電阻，檢查接線通斷情況；還需檢查采樣回路抗干擾措施是否完善，電力系統存在各種電磁干擾，可能影響電流采樣信號準確性，要保證采樣回路采用屏蔽電纜、濾波器等抗干擾措施且接地良好，依靠模擬設備內部和外部各種故障情況，觀察差動保護裝置動作行為。可用繼電保護測試儀向差動保護裝置輸入模擬電流信號，記錄差動電流大小與保護裝置動作時間，依據測試結果，判斷差動保護裝置動作特性是否符合要求，若發現動作特性不符合要求，需調整保護裝置參數或優化保護邏輯。

（三）二次回路的絕緣檢查

二次回路的絕緣情況直接關乎二次回路安全運行以及繼電保護系統的可靠程度，良好的絕緣可避免電流泄漏、短路等故障出現，保證二次回路中信號與電能的正常傳輸，定期針對二次回路開展絕緣檢查，屬于二次回路故障診斷與檢修的關鍵工作。二次回路的絕緣檢查主要涉及絕緣電阻測量以及耐壓試驗這兩個方面。絕緣電阻測量乃是極為常用的絕緣檢查方式，借助兆歐表來測量二次回路各相之間以及各相對地之間的絕緣電阻，可對二次回路的絕緣狀況做出初步判斷。開展絕緣電阻測量工作時，有幾點需要留意：其一，務必要保證二次回路處于停電狀態，同時斷開與其他回路的連接，防止測量結果受到其他回路的干擾；其二要挑選適宜的兆歐表，兆歐表的電壓等級需依據二次回路的額定電壓來選定，一般情況下，對于額定電壓在500 V以下的二次回路，應當選用500 V的兆歐表，對于額定電壓在500 V至3 000 V之間的二次回路，則應選用1 000 V的兆歐表；其三要依照規定的測量方法進行操作，測量時間一般設定為1分鐘。測量完畢后，要記錄測量結果，并與規定的絕緣電阻值加以比較，要是測量值低于規定值，說明二次回路的絕緣存在問題，需查找絕緣故障點。

耐壓試驗屬于一種更為嚴格的絕緣檢查方式，它可針對二次回路的絕緣性能展開更為全面的考驗。耐壓試驗具體可分為直流耐壓試驗以及交流耐壓試驗這兩種類型，其中直流耐壓試驗可檢測二次回路絕緣之中的局部缺陷，像是絕緣受潮、老化等情況；而交流耐壓試驗則可以模擬二次回路在實際運行過程中有可能承受的過電壓狀況，更為真實地呈現二次回路的絕緣性能。在開展耐壓試驗的時候，需要嚴格依據試驗規程來進行操作，把控好試驗電壓以及試驗時間，試驗電壓應當依據二次回路的額定電壓以及絕緣水平來給予確定，試驗時間一般為1分鐘。在試驗進程中，要密切留意二次回路的反應，比如是否存在放電聲、冒煙等現象，要是發現異常狀況，應當即刻停止試驗，并對二次回路進行檢查與處理。除了定期進行絕緣檢查之外，還應當在日常運行期間對二次回路的絕緣狀況加以監測，舉例來說，可以安裝絕緣監測裝置，實時監測二次回路的絕緣電阻變化情形，當絕緣電阻低于設定值的時候，絕緣監測裝置會發出報警信號，提示運行人員及時采取相應措施[8]。

結語

二次回路故障診斷與檢修技術于繼電保護系統中的應用要點包含了負荷檢測、質量檢修、保護檢修，差動保護裝置的電流檢修以及二次回路的絕緣檢查等諸多方面，切實開展這些工作，可及時察覺并處理二次回路中的故障隱患，提升二次回路以及繼電保護系統的可靠性與穩定性，保證電力系統安全運行。

參考文獻：

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