繼電保護二次回路異常及故障處理

黃偉虹

摘 要：繼電保護二次回路是電力系統(tǒng)中極為重要的保護裝置，對電力系統(tǒng)的運行安全性起決定性作用，本文在對繼電保護二次回路及其故障問題進行分析的基礎(chǔ)上，提出了幾點繼電保護二次回路故障處理的方法和注意點。

關(guān)鍵詞：二次回路 繼電保護 故障

中圖分類號：TM62 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）08（c）-0118-02

電力系統(tǒng)能否正常運行決定其常輸電，對人們生活產(chǎn)生重要影響作用。而繼電保護是電力系統(tǒng)中極為重要的保護裝置，對電力系統(tǒng)的運行安全性起決定性作用，它能夠在電力系統(tǒng)或是電網(wǎng)發(fā)生故障的時候，及時切斷電源，避免發(fā)生重大安全事故威脅人們的生命。隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，繼電保護技術(shù)也取得了一定的技術(shù)進步，但科技進步也給繼電保護技術(shù)的提出了新的要求。然而，隨著微機保護裝置的不斷完善，繼電保護二次回路的缺陷卻逐漸暴露出來。與繼電保護相關(guān)聯(lián)的二次回路發(fā)生的缺陷卻日漸增多，因此，加強二次回路的管理，提高檢修維護質(zhì)量，對提高繼電保護系統(tǒng)的安全性、可靠性就顯得尤為重要。對繼電保護二次回路隱患排查及防范，能夠有效的減少電氣設(shè)備危機保護裝置的安全隱患。顯得十分重要。

1 繼電保護二次回路及其故障問題分析

1.1 繼電保護二次回路

在發(fā)電廠和變電所中，直接與生產(chǎn)和輸配電能有關(guān)的設(shè)備稱為一次設(shè)備，由一次設(shè)備連接的系統(tǒng)稱為一次系統(tǒng)。對一次電氣設(shè)備進行監(jiān)視、測量、操縱、控制和起 保護作用的輔助設(shè)備，稱為二次設(shè)備，如：各種繼電器、信號裝置、測量儀表、控制開關(guān)、控制電纜、操作電源和小母線等。由二次設(shè)備連接成的回路稱為二次回路或二次系統(tǒng)。通俗的說，二次回路是控制回路，指用來控制主開關(guān)斷路器，信號燈，指示牌等，不承載大電流，除一次回路外。一般電壓低于主回路電壓。

基本二次回路有電流二次回路和電壓二次回路。圖1所示為一組保護用電流回路為例，利用回路編號，A相第一個繞組頭端與尾端編號1A1，1A2，如果是第二個繞組則用2A1，2A2，其他同理。圖2所示為以變電站高壓側(cè)母線電壓接線為例，母線電壓回路的星形接線采用單相二次額定電壓57 V的繞組，星形接線也叫做中性點接地電壓接線。

1.2 二次回路故障分析

當(dāng)二次回路系統(tǒng)斷線后，由于繼電保護系統(tǒng)無法獲得正常運行所需的電壓信息，導(dǎo)致獲得的信息存在較大的誤差，進而導(dǎo)致相關(guān)的保護工作無法正常實施。電壓互感器二次回路發(fā)生故障會導(dǎo)致測量失誤和計量誤差，產(chǎn)生誤動作和拒動作。從而影響運行監(jiān)測以及計量的準確性。對于繼電保護而言可能導(dǎo)致保護的誤動或拒動，直接影響到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。下面對繼電保護二次回路常見的異常故障進行分析。

（1）直流接地引起保護誤動。

變電站直流系統(tǒng)等效電路圖如圖3所示：+KM、-KM表示母線電壓，R1、R2、R組成電橋。一般情況下，R1、R2電阻大小相等，阻值大于30 KΩ，在40～300 KΩ之間，C+、C-為直流系統(tǒng)對地分布電容。當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生一點接地的情況下，繼電器可能會誤動。當(dāng)直流系統(tǒng)對地電容增大到一定數(shù)值時，直流負母線對地電壓高于繼電器動作電壓時，直流系統(tǒng)的一點接地就有可能致使繼電器誤動。圖4所示為負對地電壓、對地電容、繼電器動作電壓和繼電器動作時間的關(guān)系。直流系統(tǒng)的負對地電壓和負對地電容C-的大小決定在一點接地時是否有可能造成出口繼電器誤動。

（2）二次回路電磁干擾引起保護誤動。

對于遠切、遠跳，變壓器電抗器非電量保護這些關(guān)鍵回路來說其動作出口的核心部分是中間繼電器，如果在這個環(huán)節(jié)上出現(xiàn)了干擾問題，將導(dǎo)致嚴重后果。

（3）誤整定、誤碰、誤接線的“三誤”事故，引起繼電保護裝置不正確動作。

繼電保護的正確動作必須有兩方面的保證：繼電保護整定值計算準確及現(xiàn)場繼電保護定值整定正確。由于種種主、客觀的原因，使得保護整定定值與現(xiàn)場實際不符，因而導(dǎo)致電網(wǎng)中存在安全隱患，甚至引起保護不正確動作；繼電保護人員在現(xiàn)場工作中因為危險點分析不全面，安全措施執(zhí)行不到位，重點危險回路沒有有效隔離，而誤碰二次回路，導(dǎo)致保護裝置誤動；以及二次回路誤接線導(dǎo)致保護裝置異常動作。

（4）二次回路檢修維護質(zhì)量不過關(guān)引起保護誤動。

在我們的日常年檢工作中，因為專業(yè)分工不明確，工作不仔細，導(dǎo)致檢修項目不全，特別是一些與二次回路相關(guān)但又不屬于保護裝置的中間繼電器、時間繼電器等，容易漏檢，繼電器損壞不能及時發(fā)現(xiàn)，也會導(dǎo)致保護不正確動作。

2 繼電保護二次回路異常和故障處理

2.1 二次回路異常檢查和隱患防范

首先是由于檢修過程操作不當(dāng)引起的二次回路故障。比如在對電流互感器二次回路接線端子排查時，如果防護不到位或者用力過大，就會使得端子接線端頭壓接處損傷斷裂，工作人員沒有對齊認真核查以至隱患不能消除。其次是技改、基建項目遺留下的隱患情況。比如保護裝置二次接線圖的設(shè)計不滿足規(guī)范要求而引起的故障和隱患，這種情況反映出工作人員對機組安裝調(diào)試的審查時存在不嚴格按規(guī)范操作的情況。在對繼電保護電氣二次回路隱患進行排查時，應(yīng)對二次回路的各接線端子進行重點檢查，特別是要對二次端子盒內(nèi)的接線進行詳細檢查，認真校核二次端子的型號以及準確度等級，確保繼電保護電氣二次回路的安全性。

2.2 二次回路常見故障處理

針對直流接地引起的保護誤動，可采取以下措施：提高繼電器的工作電壓。當(dāng)直流系統(tǒng)負對地電壓為50%時或小于50%，可以保證直流系統(tǒng)對地絕緣良好情況下發(fā)生一點接地，繼電器不會誤動作；提高繼電器的動作功率。繼電器動作功率越大，其阻值越小，抗電容充放電能力越強；適當(dāng)延長保護動作時間；降低站用直流系統(tǒng)對地分布電容；提高站用直流對地絕緣水平；站用直流對地分布電容較大時，直流系統(tǒng)絕緣檢測儀低頻量輸入量選擇不當(dāng)可能引起保護誤動。endprint

針對二次回路電磁干擾引起的保護誤動，對于重要開入開出回路取消使用的“光耦”，改用啟動功率大于5 W的大功率慢速繼電器。

針對二次回路檢修維護質(zhì)量不過關(guān)引起的保護誤動，應(yīng)該結(jié)合事故教訓(xùn)，完善繼電保護校驗工序卡上的檢驗項目，做到設(shè)備維護無死區(qū)，保護無缺項漏項。

2.3 高頻保護措施

高頻保護由于其能在被保護的線路發(fā)生故障時全線速動，而得到廣泛應(yīng)用。它的特點變現(xiàn)為：不反應(yīng)保護范圍以為的故障、在參數(shù)選擇上也無需和下一線路相配合、動作不帶延時。目前，當(dāng)電壓大于220 kV時主要采用高頻保護。由于工作原理不同，高頻保護有兩種類型包括方向高頻保護和另一種相差高頻保護。但高頻保護中間環(huán)節(jié)較多，由于通道、保護裝置等多種因素造成的高頻保護誤動和拒動現(xiàn)象時有發(fā)生。因此認真分析高頻保護誤動或拒動的原因，采取針對性的防范措施對保證高頻保護正確動作具有十分重要的意義。

高頻保護的維護和投退方面，在高頻保護運行過程中要保證其對稱性，保護的投入與退出在其兩側(cè)進行應(yīng)保持一致。斷開連接濾過器的接地隔離開關(guān)，嚴禁退出收發(fā)信號機、禁止退出保護直流電源。在動作裝置和通道上嚴禁作業(yè)。在保護動作跳閘后或高頻保護投入運行前，或者高頻保護出現(xiàn)異常時，都要進行通道檢查。

當(dāng)本保護裝置電流互感器回路發(fā)生故障、通道加工設(shè)備元件故障、檢查通道中發(fā)現(xiàn)測量表計指示反常、任何一側(cè)保護裝置（收、發(fā)信機等）直流電源中斷或出現(xiàn)異常而不能立即恢復(fù)，都應(yīng)同時退出兩側(cè)高頻保護。高頻保護正常投入時應(yīng)檢查戶外連接濾波器旁的接地隔離開關(guān)確已斷開、投入保護裝置直流電源、測試通道正常、按系統(tǒng)要求，準時投入跳閘壓板。保護裝置退出時應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度命令，準時斷開跳閘壓板或改投信號位置、只有在不具備投信號位置的前提下，才斷開保護裝置直流電源。

3 結(jié)語

繼電保護是保證電力系統(tǒng)安全的基礎(chǔ)，及時發(fā)現(xiàn)并消除二次回路存在的隱患， 避免繼電保護不正確動作意義重大。要加強對二次回路故障的研究分析，還要對其運行原理及特點有充分的把握，根據(jù)實際情況分析其可能受到的干擾因素，并針對這些干擾因素采取相應(yīng)的措施，才能保證繼電保護裝置正常運行，保證整個電力系統(tǒng)的安全。

參考文獻

[1] 楊雯，楊佳杰.繼電保護二次回路故障實例分析[J].科技風(fēng)，2011（20）.

[2] 楊博，陳慶新，張愛軍.發(fā)電廠繼電保護裝置故障案例的特點分析及建議[J].熱力發(fā)電，2010（3）.endprint

針對二次回路電磁干擾引起的保護誤動，對于重要開入開出回路取消使用的“光耦”，改用啟動功率大于5 W的大功率慢速繼電器。

針對二次回路檢修維護質(zhì)量不過關(guān)引起的保護誤動，應(yīng)該結(jié)合事故教訓(xùn)，完善繼電保護校驗工序卡上的檢驗項目，做到設(shè)備維護無死區(qū)，保護無缺項漏項。

2.3 高頻保護措施

高頻保護由于其能在被保護的線路發(fā)生故障時全線速動，而得到廣泛應(yīng)用。它的特點變現(xiàn)為：不反應(yīng)保護范圍以為的故障、在參數(shù)選擇上也無需和下一線路相配合、動作不帶延時。目前，當(dāng)電壓大于220 kV時主要采用高頻保護。由于工作原理不同，高頻保護有兩種類型包括方向高頻保護和另一種相差高頻保護。但高頻保護中間環(huán)節(jié)較多，由于通道、保護裝置等多種因素造成的高頻保護誤動和拒動現(xiàn)象時有發(fā)生。因此認真分析高頻保護誤動或拒動的原因，采取針對性的防范措施對保證高頻保護正確動作具有十分重要的意義。

高頻保護的維護和投退方面，在高頻保護運行過程中要保證其對稱性，保護的投入與退出在其兩側(cè)進行應(yīng)保持一致。斷開連接濾過器的接地隔離開關(guān)，嚴禁退出收發(fā)信號機、禁止退出保護直流電源。在動作裝置和通道上嚴禁作業(yè)。在保護動作跳閘后或高頻保護投入運行前，或者高頻保護出現(xiàn)異常時，都要進行通道檢查。

當(dāng)本保護裝置電流互感器回路發(fā)生故障、通道加工設(shè)備元件故障、檢查通道中發(fā)現(xiàn)測量表計指示反常、任何一側(cè)保護裝置（收、發(fā)信機等）直流電源中斷或出現(xiàn)異常而不能立即恢復(fù)，都應(yīng)同時退出兩側(cè)高頻保護。高頻保護正常投入時應(yīng)檢查戶外連接濾波器旁的接地隔離開關(guān)確已斷開、投入保護裝置直流電源、測試通道正常、按系統(tǒng)要求，準時投入跳閘壓板。保護裝置退出時應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度命令，準時斷開跳閘壓板或改投信號位置、只有在不具備投信號位置的前提下，才斷開保護裝置直流電源。

3 結(jié)語

繼電保護是保證電力系統(tǒng)安全的基礎(chǔ)，及時發(fā)現(xiàn)并消除二次回路存在的隱患， 避免繼電保護不正確動作意義重大。要加強對二次回路故障的研究分析，還要對其運行原理及特點有充分的把握，根據(jù)實際情況分析其可能受到的干擾因素，并針對這些干擾因素采取相應(yīng)的措施，才能保證繼電保護裝置正常運行，保證整個電力系統(tǒng)的安全。

參考文獻

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[2] 楊博，陳慶新，張愛軍.發(fā)電廠繼電保護裝置故障案例的特點分析及建議[J].熱力發(fā)電，2010（3）.endprint

針對二次回路電磁干擾引起的保護誤動，對于重要開入開出回路取消使用的“光耦”，改用啟動功率大于5 W的大功率慢速繼電器。

針對二次回路檢修維護質(zhì)量不過關(guān)引起的保護誤動，應(yīng)該結(jié)合事故教訓(xùn)，完善繼電保護校驗工序卡上的檢驗項目，做到設(shè)備維護無死區(qū)，保護無缺項漏項。

2.3 高頻保護措施

高頻保護由于其能在被保護的線路發(fā)生故障時全線速動，而得到廣泛應(yīng)用。它的特點變現(xiàn)為：不反應(yīng)保護范圍以為的故障、在參數(shù)選擇上也無需和下一線路相配合、動作不帶延時。目前，當(dāng)電壓大于220 kV時主要采用高頻保護。由于工作原理不同，高頻保護有兩種類型包括方向高頻保護和另一種相差高頻保護。但高頻保護中間環(huán)節(jié)較多，由于通道、保護裝置等多種因素造成的高頻保護誤動和拒動現(xiàn)象時有發(fā)生。因此認真分析高頻保護誤動或拒動的原因，采取針對性的防范措施對保證高頻保護正確動作具有十分重要的意義。

高頻保護的維護和投退方面，在高頻保護運行過程中要保證其對稱性，保護的投入與退出在其兩側(cè)進行應(yīng)保持一致。斷開連接濾過器的接地隔離開關(guān)，嚴禁退出收發(fā)信號機、禁止退出保護直流電源。在動作裝置和通道上嚴禁作業(yè)。在保護動作跳閘后或高頻保護投入運行前，或者高頻保護出現(xiàn)異常時，都要進行通道檢查。

當(dāng)本保護裝置電流互感器回路發(fā)生故障、通道加工設(shè)備元件故障、檢查通道中發(fā)現(xiàn)測量表計指示反常、任何一側(cè)保護裝置（收、發(fā)信機等）直流電源中斷或出現(xiàn)異常而不能立即恢復(fù)，都應(yīng)同時退出兩側(cè)高頻保護。高頻保護正常投入時應(yīng)檢查戶外連接濾波器旁的接地隔離開關(guān)確已斷開、投入保護裝置直流電源、測試通道正常、按系統(tǒng)要求，準時投入跳閘壓板。保護裝置退出時應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度命令，準時斷開跳閘壓板或改投信號位置、只有在不具備投信號位置的前提下，才斷開保護裝置直流電源。

3 結(jié)語

繼電保護是保證電力系統(tǒng)安全的基礎(chǔ)，及時發(fā)現(xiàn)并消除二次回路存在的隱患， 避免繼電保護不正確動作意義重大。要加強對二次回路故障的研究分析，還要對其運行原理及特點有充分的把握，根據(jù)實際情況分析其可能受到的干擾因素，并針對這些干擾因素采取相應(yīng)的措施，才能保證繼電保護裝置正常運行，保證整個電力系統(tǒng)的安全。

參考文獻

[1] 楊雯，楊佳杰.繼電保護二次回路故障實例分析[J].科技風(fēng)，2011（20）.

[2] 楊博，陳慶新，張愛軍.發(fā)電廠繼電保護裝置故障案例的特點分析及建議[J].熱力發(fā)電，2010（3）.endprint