淺析變電站二次回路運(yùn)行問(wèn)題

黃浩+張現(xiàn)劍+靳平會(huì)

摘 要：油田供配電系統(tǒng)二次回路具有設(shè)備多、故障復(fù)雜等特點(diǎn)，故障問(wèn)題繁多、查找困難、表現(xiàn)不一，本文結(jié)合二次回路故障問(wèn)題分析，對(duì)變電站二次回路運(yùn)行中微機(jī)保護(hù)技術(shù)措施進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：配電系統(tǒng)；二次回路；故障分析

在油田供配電系統(tǒng)二次回路中，包含端子、電纜、保護(hù)壓板等眾多設(shè)備，這些設(shè)備在油田復(fù)雜惡劣供電運(yùn)行環(huán)境中極易出現(xiàn)故障，而且故障診斷和排除較為困難，一旦出現(xiàn)故障將會(huì)造成較大損失。因此，有必要結(jié)合油田供配電系統(tǒng)二次回路故障分析，對(duì)運(yùn)行保護(hù)技術(shù)措施進(jìn)行探究，提升油田供配電系統(tǒng)二次回路運(yùn)行穩(wěn)定性。

1 油田供配電系統(tǒng)二次回路運(yùn)行故障

1.1配電二次回路直流系統(tǒng)故障

在供配電網(wǎng)絡(luò)中，二次回路直流系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)是不接地的供電網(wǎng)絡(luò)體系，因?yàn)橛吞锕┡潆姺植紡V、點(diǎn)多面廣，造成直流系統(tǒng)在長(zhǎng)期高負(fù)荷運(yùn)行中易出現(xiàn)絕緣性降低或出現(xiàn)一點(diǎn)、多點(diǎn)接地的狀況，導(dǎo)致誤跳故障引發(fā)危險(xiǎn)。在二次回路直流系統(tǒng)故障中，主要故障有線路保護(hù)裝置直流電源串入交流造成誤動(dòng)跳閘、斷路器偷跳等，類似故障中可能有時(shí)不會(huì)出現(xiàn)監(jiān)控后臺(tái)，以及保護(hù)裝置無(wú)報(bào)警和信號(hào)，保護(hù)裝置也沒(méi)有記錄報(bào)告。因?yàn)闆](méi)有出現(xiàn)操作和控制裝置動(dòng)作，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)和準(zhǔn)確分析故障。在直流系統(tǒng)接地等故障時(shí)，一點(diǎn)接地情況下不會(huì)出現(xiàn)短路電流和造成設(shè)備損壞，系統(tǒng)一般可以繼續(xù)運(yùn)行，所以故障不易被發(fā)現(xiàn)，而實(shí)際上因?yàn)橐淮谓拥卦斐蓴嗦菲髡`跳閘等事故越來(lái)越常見(jiàn)，特別是現(xiàn)代油田配電網(wǎng)絡(luò)中對(duì)控制電纜多采取分布電容配套問(wèn)題，易引發(fā)故障。在110kv及以上級(jí)別變電站中，為了杜絕開關(guān)場(chǎng)干擾電壓導(dǎo)入繼電保護(hù)設(shè)備引發(fā)故障，一般需要在二次回路中應(yīng)用帶有屏蔽層的電纜線，可在開關(guān)場(chǎng)和控制室兩端同時(shí)接地。在該類電纜中，分布電容因?yàn)樘幱谛揪€和屏蔽層間隙，所以電纜長(zhǎng)度越大則分布電容效應(yīng)越明顯，因?yàn)槠帘螌觾啥硕际墙拥氐模越档土艘l(fā)危險(xiǎn)和故障的可能性。在直流回路中，分布電容可以改變直流母線共模干擾，但一旦直流系統(tǒng)一點(diǎn)接地或直流串?dāng)_，就會(huì)造成分布電容出現(xiàn)瞬間放電的現(xiàn)象，對(duì)直流操作回路造成干擾，這些干擾信號(hào)、電流或由此引發(fā)的功率就會(huì)造成繼電保護(hù)系統(tǒng)誤動(dòng)作。一般情況下，分布電容等級(jí)越大，其產(chǎn)生的干擾電壓衰減速率和幅度也就越慢，可能會(huì)引發(fā)繼電保護(hù)器的誤動(dòng)作概率也就越高。

通過(guò)以上分析可以發(fā)現(xiàn)，為有效降低二次回路直流系統(tǒng)故障，必須要對(duì)分布電容進(jìn)行容量降低處理，可通過(guò)縮短控制電纜長(zhǎng)度、利用電容效應(yīng)較低線纜等方式實(shí)現(xiàn)。油田供配電常見(jiàn)方式是采取多個(gè)保護(hù)小室、露天高壓配電裝置GIS改造等方式縮短控制電纜總長(zhǎng)度，同時(shí)還可以利用性能先進(jìn)的光纜代替?zhèn)鹘y(tǒng)電纜，可有效傳遞保護(hù)跳閘信號(hào)，杜絕或降低分布電容的不利影響。變電站一般設(shè)有直流絕緣監(jiān)測(cè)裝置對(duì)直流母線接地絕緣性進(jìn)行判斷，但在接地報(bào)警后無(wú)法準(zhǔn)確的進(jìn)行故障支路的診斷分析，只能進(jìn)一步采取試停法、逼近法等方法進(jìn)行直流系統(tǒng)的供電網(wǎng)絡(luò)分段解列，通過(guò)逐個(gè)支路斷開的方式查找接地點(diǎn)，操作較為復(fù)雜，且斷路會(huì)造成供電不穩(wěn)定，影響油田正常作業(yè)生產(chǎn)。因此，為杜絕這一問(wèn)題，可采用直流傳感器進(jìn)行微機(jī)選線型絕緣檢測(cè)裝置設(shè)置，對(duì)直流系統(tǒng)正負(fù)極、各支路對(duì)地絕緣電阻情況等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，杜絕傳統(tǒng)電橋式繼電器絕緣裝置無(wú)法準(zhǔn)確反映故障地點(diǎn)的缺陷，還能降低“死區(qū)”問(wèn)題，并避免了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)診斷方式的復(fù)雜性，降低了故障檢測(cè)成本、提升了檢測(cè)精度。但該方式在應(yīng)用中如不能合理進(jìn)行平衡橋電阻和切換電阻參數(shù)設(shè)置，將造成系統(tǒng)正負(fù)極對(duì)地電壓過(guò)大波動(dòng)，在一點(diǎn)接地情況下就會(huì)造成光耦合器和出口繼電器等部分誤動(dòng)作。

1.2配電二次回路交流系統(tǒng)故障

在配電二次回路交流系統(tǒng)中，回路交流系統(tǒng)異常會(huì)影響二次測(cè)量和判斷精準(zhǔn)性，還會(huì)影響自動(dòng)裝置、繼電保護(hù)裝置動(dòng)作精度，所以接地不合理是影響二次回路正常運(yùn)行的重要原因。在二次回路交流系統(tǒng)中，必須有1個(gè)可靠接地點(diǎn)，并且要對(duì)這一接地點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)價(jià)，同時(shí)電壓互感器存在差異的二次回路必須相互獨(dú)立，實(shí)現(xiàn)二次繞組和輔助二次繞組獨(dú)立設(shè)置，確保開口三角繞組輸出準(zhǔn)確。交流系統(tǒng)故障除接地、回路獨(dú)立等原因外，還會(huì)因?yàn)殡妷汉碗娏鳂O性問(wèn)題出現(xiàn)故障，互感器在預(yù)防性試驗(yàn)和周期性檢測(cè)中有時(shí)存在接線端子倒換等問(wèn)題，影響互感器極性連接的精準(zhǔn)性和電能計(jì)量、保護(hù)動(dòng)作的啟動(dòng)。交流系統(tǒng)回路斷線也是常見(jiàn)故障，在回路缺陷和接線問(wèn)題診斷中，可采取利用電壓互感器二次回路的永久接地小母線串入小型電阻的方式改變電阻值，然后對(duì)過(guò)流電流進(jìn)行測(cè)定，以電流為依據(jù)對(duì)電壓回路接地情況進(jìn)行判斷，還可以通過(guò)可靠的接地處理和定期的檢查，確保交流回路接地正確和裝置之間的獨(dú)立性。

2 油田供配電系統(tǒng)二次回路運(yùn)行的微機(jī)保護(hù)措施

一是微機(jī)保護(hù)輸入。要以配電系統(tǒng)二次回路運(yùn)行實(shí)際需要為基礎(chǔ)值，設(shè)定微機(jī)保護(hù)模擬量，確?；ジ衅鳂O性、接地和二次繞組正確。對(duì)繼電保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、斷路器觸點(diǎn)位置等強(qiáng)電信號(hào)，要轉(zhuǎn)換為微機(jī)保護(hù)內(nèi)部弱電信號(hào)，確保微機(jī)保護(hù)輸入模擬值的準(zhǔn)確性。

二是微機(jī)保護(hù)干擾。主要是內(nèi)部元器件布局、保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)、工藝干擾和外部的環(huán)境干擾，前者可通過(guò)保護(hù)裝置工藝改進(jìn)和元器件合理結(jié)構(gòu)布局改進(jìn)，后者主要是研究抑制電場(chǎng)耦合、磁場(chǎng)耦合和公共阻抗耦合等引發(fā)的干擾，對(duì)電場(chǎng)耦合，可通過(guò)靜電屏蔽、優(yōu)化敷設(shè)路徑增大耦合阻抗、縮短電纜長(zhǎng)度減少耦合電容等方式抑制。對(duì)磁場(chǎng)耦合，可通過(guò)電磁屏蔽、減少互阻抗的方式進(jìn)行屏蔽，特別是應(yīng)用雙絞線抵消磁場(chǎng)感應(yīng)。對(duì)公共阻抗耦合的抑制，要確保二次回路中只有一個(gè)固定接地點(diǎn)。對(duì)電磁干擾的抑制，主要是采取屏蔽的措施。對(duì)光耦導(dǎo)通回路引發(fā)的故障，要嚴(yán)格選擇合理的元器件，利用動(dòng)作值較高且運(yùn)行可靠的繼電器，綜合考慮動(dòng)作靈敏度、導(dǎo)通電壓、導(dǎo)通電流和動(dòng)作功率等進(jìn)行光電耦合器的合理選擇。對(duì)由分布電容引發(fā)的誤動(dòng)作，主要是增加保護(hù)小室、應(yīng)用光纖跳閘通道取代電纜跳閘信號(hào)通道等措施進(jìn)行抑制。

3 結(jié)論

綜上所述，油田配電系統(tǒng)二次回路運(yùn)行穩(wěn)定可確保供電系統(tǒng)運(yùn)行可靠，針對(duì)二次回路直流系統(tǒng)和交流系統(tǒng)運(yùn)行問(wèn)題，綜合采取微機(jī)保護(hù)措施，結(jié)合常見(jiàn)運(yùn)行故障采取抑制和應(yīng)對(duì)措施，有利于提升供配電二次回路系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

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