關(guān)于二次設(shè)備狀態(tài)檢修若干問(wèn)題的探討

琚 軍，施中郎，賴(lài)秀炎，樓鳳丹

（衢州電力局，浙江 衢州 324002）

關(guān)于二次設(shè)備狀態(tài)檢修若干問(wèn)題的探討

琚 軍，施中郎，賴(lài)秀炎，樓鳳丹

（衢州電力局，浙江 衢州 324002）

結(jié)合案例分析，對(duì)保護(hù)裝置逆變電源、出口繼電器、二次回路、絕緣檢測(cè)等方面可能存在的問(wèn)題進(jìn)行探討，提出開(kāi)展二次設(shè)備狀態(tài)檢修后運(yùn)行維護(hù)及檢修過(guò)程中需注意的相關(guān)問(wèn)題及解決方法。

二次回路；狀態(tài)檢修；保護(hù)逆變電源；傳動(dòng)試驗(yàn)

狀態(tài)檢修是企業(yè)以安全、環(huán)境、效益等為基礎(chǔ)，通過(guò)設(shè)備的狀態(tài)評(píng)價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)分析、檢修決策等手段開(kāi)展設(shè)備檢修工作，達(dá)到設(shè)備運(yùn)行安全可靠、檢修成本合理的一種設(shè)備檢修策略。狀態(tài)檢修目標(biāo)是通過(guò)加強(qiáng)對(duì)設(shè)備狀態(tài)的檢測(cè)和監(jiān)視，提高設(shè)備的運(yùn)行可靠性，從而提升電網(wǎng)安全運(yùn)行水平。本文主要結(jié)合我局開(kāi)展的二次設(shè)備狀態(tài)檢修工作，對(duì)保護(hù)裝置逆變電源、出口繼電器、二次回路、絕緣檢測(cè)等可能存在的缺陷及隱患進(jìn)行探討，結(jié)合案例分析，提出開(kāi)展二次設(shè)備狀態(tài)檢修后運(yùn)行維護(hù)及檢修過(guò)程中需注意的相關(guān)問(wèn)題及解決方法。

1 保護(hù)逆變電源存在的問(wèn)題

微機(jī)保護(hù)裝置逆變電源出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，可能導(dǎo)致保護(hù)裝置不能正常啟動(dòng)，嚴(yán)重的情況下會(huì)造成保護(hù)拒動(dòng)，危及電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

某變電站運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)1臺(tái)保護(hù)裝置正常運(yùn)行時(shí)內(nèi)部常有繼電器響聲，而裝置液晶顯示及后臺(tái)報(bào)文并無(wú)異常報(bào)告、起動(dòng)報(bào)告，更換保護(hù)逆變電源板后即恢復(fù)正常。該插件額定電壓為110 V，在保護(hù)裝置起動(dòng)元件定值較低情況下，插件損壞可能會(huì)使保護(hù)裝置起動(dòng)元件經(jīng)常起動(dòng)。為此專(zhuān)業(yè)部門(mén)專(zhuān)門(mén)出過(guò)反措文件，更換問(wèn)題電源插件。

2005年，我局某110 kV變電站1臺(tái)線(xiàn)路保護(hù)經(jīng)常發(fā)出 “程序出錯(cuò)、定值出錯(cuò)、交流采樣出錯(cuò)”等信號(hào)，保護(hù)運(yùn)行燈熄滅，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)保護(hù)裝置逆變電源損壞，更換后恢復(fù)正常。

微機(jī)保護(hù)具有強(qiáng)大的在線(xiàn)自診斷和通信功能，能對(duì)運(yùn)行工況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、報(bào)警，但上述功能都必須在自身逆變電源正常運(yùn)行的前提下，如果電源存在問(wèn)題將導(dǎo)致保護(hù)無(wú)法正確動(dòng)作。目前大多數(shù)保護(hù)裝置不具備逆變電源自測(cè)功能，廠家也未將逆變電源檢測(cè)點(diǎn)引出，不能做到在線(xiàn)檢測(cè)，保護(hù)裝置逆變電源運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)缺失，不利于二次設(shè)備狀態(tài)檢修的開(kāi)展。

對(duì)此，建議保護(hù)廠家在裝置內(nèi)部逆變電源回路中加裝在線(xiàn)檢測(cè)點(diǎn)，利用微機(jī)保護(hù)自身的計(jì)算功能，自動(dòng)實(shí)時(shí)檢測(cè)逆變電源輸出電壓、紋波系數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)的變化，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)逆變電源輸出電壓越限報(bào)警，并在裝置面板及后臺(tái)遙測(cè)中顯示，使檢修、運(yùn)行人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理電源缺陷，杜絕保護(hù)拒動(dòng)事故的發(fā)生。

2 保護(hù)出口回路存在的問(wèn)題

狀態(tài)檢修特別強(qiáng)調(diào)依據(jù)設(shè)備的狀態(tài)評(píng)價(jià)確定是否檢修，而二次設(shè)備在正常運(yùn)行過(guò)程中較難發(fā)現(xiàn)回路上是否有松動(dòng)、接觸不良等缺陷，特別是中低壓就地保護(hù)，由于長(zhǎng)期處于振動(dòng)、開(kāi)關(guān)室溫度變化大等環(huán)境下，出現(xiàn)二次回路接觸不良缺陷的概率非常大。如果接觸不良的缺陷發(fā)生在保護(hù)出口回路上，將直接導(dǎo)致保護(hù)拒動(dòng)。正是因?yàn)楸Ｗo(hù)二次回路的狀態(tài)較難評(píng)價(jià)，從而影響到二次設(shè)備狀態(tài)檢修的開(kāi)展。

2006年，受雷暴天氣的影響，某110 kV變電站多路10 kV線(xiàn)路保護(hù)相繼跳閘。與此同時(shí)，1號(hào)主變10 kV側(cè)后備保護(hù)動(dòng)作跳閘，10 kVⅠ段母線(xiàn)失壓，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，有一路10 kV出線(xiàn)發(fā)生永久性故障，出線(xiàn)保護(hù)有動(dòng)作信號(hào)但開(kāi)關(guān)未跳開(kāi)，造成主變10 kV后備保護(hù)越級(jí)跳閘。通過(guò)多次模擬試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該出線(xiàn)保護(hù)拒動(dòng)的原因是出口跳閘壓板下端引線(xiàn)頭壓接不良，長(zhǎng)期運(yùn)行后松動(dòng)脫落，保護(hù)裝置雖正確動(dòng)作但出口跳開(kāi)關(guān)的回路不通，導(dǎo)致事故擴(kuò)大。

2007年，某110 kV變電站高壓進(jìn)線(xiàn)由于外力破壞引發(fā)了故障跳閘，備用電源進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)拒合引起了該變電站110 kV母線(xiàn)失壓。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查備自投裝置動(dòng)作信號(hào)正確，但是備用電源開(kāi)關(guān)未合上，進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)備自投裝置合閘繼電器損壞不能出口，從而導(dǎo)致開(kāi)關(guān)合閘不成功。由于保護(hù)出口壓板、繼電器等元件在運(yùn)行中無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過(guò)正常的狀態(tài)評(píng)價(jià)無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)該類(lèi)缺陷，采取狀態(tài)檢修后二次設(shè)備校驗(yàn)周期過(guò)長(zhǎng)，所以始終存在上述隱患，必須采取相應(yīng)的對(duì)策。

目前220 kV及以上的保護(hù)均采用雙重化配置，兩套保護(hù)均出現(xiàn)出口回路故障的概率不高，根據(jù)我局近兩年的缺陷統(tǒng)計(jì)，保護(hù)二次回路接觸不良的缺陷主要集中在中低壓二次設(shè)備上，占70%?？紤]到中低壓系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間停電對(duì)用戶(hù)的影響較大，為了驗(yàn)證其開(kāi)關(guān)跳合閘回路狀態(tài)，建議在35 kV及以下電壓等級(jí)的系統(tǒng)中恢復(fù)進(jìn)行開(kāi)關(guān)傳動(dòng)試驗(yàn)。時(shí)間安排在春季雷雨天氣來(lái)臨之前，傳動(dòng)試驗(yàn)具體接線(xiàn)方法如圖1所示。

圖1 傳動(dòng)試驗(yàn)接線(xiàn)示意圖

采用瞬時(shí)加模擬量使過(guò)流保護(hù)Ⅰ段動(dòng)作跳閘并重合的方法進(jìn)行開(kāi)關(guān)的傳動(dòng)試驗(yàn)。綜合安全、效率等各方面因素，試驗(yàn)在開(kāi)關(guān)冷備用條件下實(shí)施，此時(shí)，流入保護(hù)裝置的負(fù)荷電流為零。試驗(yàn)中，不拆開(kāi)電流端子中間連接片，使用保護(hù)校驗(yàn)裝置在電流端子A相加入一故障電流分量IA′，因TA勵(lì)磁阻抗較大，流向TA二次側(cè)的電流較小，此時(shí)保護(hù)裝置感受到的電流即為校驗(yàn)裝置所加的量，IA′大于過(guò)流Ⅰ段保護(hù)定值，使得保護(hù)動(dòng)作跳閘，帶方向的過(guò)流保護(hù)將方向元件退出。

采用開(kāi)關(guān)傳動(dòng)的方式可以驗(yàn)證保護(hù)從交流到直流整個(gè)回路的良好性，并且可以大大縮短變電站的檢驗(yàn)時(shí)間。一條10 kV出線(xiàn)保護(hù)傳動(dòng)試驗(yàn)5～10 min即可完成，一天可完成2～3個(gè)變電站的傳動(dòng)試驗(yàn)。條件允許時(shí)可開(kāi)展帶負(fù)荷直接傳動(dòng)開(kāi)關(guān)試驗(yàn)。中低壓系統(tǒng)傳動(dòng)試驗(yàn)建議每?jī)赡觊_(kāi)展一次。定期開(kāi)展系統(tǒng)傳動(dòng)試驗(yàn)，檢驗(yàn)保護(hù)裝置出口回路的正確性，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)回路上存在的隱患，杜絕上述事故的再次發(fā)生。

3 保護(hù)TA二次回路存在的問(wèn)題

保護(hù)TA二次回路存在一些接觸不良的隱性缺陷，這些缺陷大多難以在保護(hù)常規(guī)檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)。TA二次回路正常有電流通過(guò)，如果TA二次回路存在接觸不良，會(huì)使接觸電阻增大，從而導(dǎo)致更多的電阻損耗發(fā)熱和溫度升高。過(guò)多的電阻損耗發(fā)熱和較高的溫度會(huì)造成接觸面氧化，使接觸電阻進(jìn)一步增大，由此惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致開(kāi)路故障，并造成保護(hù)拒動(dòng)或誤動(dòng)事故。

二次設(shè)備開(kāi)展?fàn)顟B(tài)檢修后，我局對(duì)該類(lèi)缺陷通常采用紅外測(cè)溫與TA二次負(fù)載在線(xiàn)檢測(cè)相結(jié)合的辦法來(lái)解決。繼電保護(hù)專(zhuān)業(yè)人員在開(kāi)展二次設(shè)備巡檢工作時(shí)，首先對(duì)運(yùn)行設(shè)備的TA二次回路進(jìn)行紅外測(cè)溫，查找是否存在接觸不良，如果發(fā)現(xiàn)同一電流回路不同相或不同部位相對(duì)溫差較大，則進(jìn)一步在線(xiàn)檢測(cè)TA二次負(fù)載，用高精度鉗形電流表鉗測(cè)出保護(hù)二次負(fù)荷電流Ia，Ib，Ic，用高精度高阻電壓表測(cè)出TA輸出端二次電壓Ua，Ub，Uc，通過(guò)歐姆定律計(jì)算出TA的二次負(fù)載。正常情況下，保護(hù)三相TA二次負(fù)載應(yīng)相 差不多，并滿(mǎn)足TA的二次帶載要求，如果相差較大，一般能反應(yīng)出接觸不良的缺陷。通過(guò)TA二次負(fù)載在線(xiàn)檢測(cè)與紅外測(cè)溫相結(jié)合的辦法，我局專(zhuān)業(yè)人員已查找出多起TA二次回路接觸不良的隱性缺陷，從而保證了設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4 二次系統(tǒng)絕緣存在的問(wèn)題

二次系統(tǒng)的絕緣是開(kāi)展?fàn)顟B(tài)檢修后必須考慮的一個(gè)重要問(wèn)題。從主變非電量保護(hù)歷年誤動(dòng)事故案例來(lái)看，二次系統(tǒng)絕緣不良造成的誤動(dòng)事故占80%左右。 二次設(shè)備采用狀態(tài)檢修后，評(píng)價(jià)情況良好的保護(hù)校驗(yàn)周期有所延長(zhǎng)，而二次電纜長(zhǎng)期運(yùn)行在惡劣的環(huán)境中容易出現(xiàn)絕緣水平下降等問(wèn)題。目前電網(wǎng)應(yīng)用較多的絕緣監(jiān)測(cè)手段是采用在線(xiàn)絕緣檢測(cè)裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各支路絕緣，由于該裝置能檢測(cè)到的最大絕緣數(shù)據(jù)偏小，一般為幾十千歐，不能很好地滿(mǎn)足保護(hù)裝置對(duì)相關(guān)回路絕緣在1 MΩ以上的要求，存在不足之處。

我局正著手開(kāi)發(fā)一種絕緣檢測(cè)裝置，要求能對(duì)直流系統(tǒng)電壓波形進(jìn)行實(shí)時(shí)錄波，實(shí)測(cè)直流系統(tǒng)正、負(fù)極母線(xiàn)對(duì)地絕緣的變化情況，檢測(cè)精度達(dá)到3 MΩ以上，滿(mǎn)足繼電保護(hù)對(duì)二次絕緣檢測(cè)水平的要求。該裝置研發(fā)成功后，應(yīng)能自動(dòng)評(píng)估直流系統(tǒng)絕緣的整體狀況，兼顧直流接地報(bào)警功能，可以解決目前絕緣檢測(cè)裝置整體絕緣檢測(cè)范圍偏低的問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

二次設(shè)備開(kāi)展?fàn)顟B(tài)檢修的難點(diǎn)在于二次回路狀態(tài)的確定，雖然微機(jī)保護(hù)有自檢功能，能通過(guò)自檢發(fā)現(xiàn)自身的缺陷并及時(shí)報(bào)警，但無(wú)法解決文中提到的上述問(wèn)題，本文總結(jié)的上述經(jīng)驗(yàn)可供參考。

[1]琚軍，姜文尉，熊茂斌，等.紅外診斷技術(shù)在二次設(shè)備狀態(tài)檢修中的應(yīng)用[J].浙江電力，2009，28（1）:78-80.

（本文編輯：李文娟）

Discussion on Problems of Condition-based Maintenance of Secondary Equipment

JU Jun，SHI Zhong-lang，LAI Xiu-yan，LOU Feng-dan
（Quzhou Power Supply Bureau，Quzhou Zhejiang 324002，China）

This paper discusses the possible problems in the inverter of protection device，outlet relay，secondary circuit and insulation monitoring combined with case analysis and puts forward the problems and solutions during and after the condition-based maintenance of electrical secondary equipment.

secondary circuit；condition-based maintenance；inverter ofprotection device；transmission test

TM63

：B

：1007-1881（2010）08-0012-03

2009-11-19

琚 軍（1974-），男，浙江衢州人，工程師，長(zhǎng)期從事繼電保護(hù)設(shè)備檢修技術(shù)管理工作。