探析繼電保護(hù)二次回路問題引發(fā)的故障與防治

李龍

摘 要：電力系統(tǒng)在發(fā)生故障或異常工況時(shí)，繼電保護(hù)能夠在最短時(shí)間內(nèi)自動(dòng)將故障設(shè)備與電力系統(tǒng)斷開連接，從而避免了影響的擴(kuò)大化，繼電保護(hù)也成為現(xiàn)階段保障電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的一種重要手段。但是如果繼電保護(hù)二次回路出現(xiàn)問題，不僅不能發(fā)揮電力系統(tǒng)的保護(hù)作用，反而會(huì)因?yàn)橄到y(tǒng)崩潰和電網(wǎng)癱瘓而給電力企業(yè)帶來重大經(jīng)濟(jì)損失，影響電力用戶的正常用電需要。因此，必須要探究繼電保護(hù)二次回路故障的防治措施，確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；二次回路；故障分析；防治措施

中圖分類號(hào)：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）20-0136-02

引言

在電力企業(yè)的管理工作中，對(duì)繼電保護(hù)二次回路問題的及時(shí)排查，是一項(xiàng)關(guān)系到電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要工作。只有掌握導(dǎo)致繼電保護(hù)二次回路故障的具體原因，才能結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上制定相應(yīng)的防治策略。文章首先概述了引發(fā)繼電保護(hù)二次回路故障的原因，隨后分別從加強(qiáng)線路管理、改善保護(hù)裝置、控制線纜質(zhì)量等方面，提出了故障防治的可行性措施。

1 繼電保護(hù)二次回路引發(fā)故障分析

1.1 線路絕緣擊穿

線路絕緣發(fā)生擊穿現(xiàn)象，母差保護(hù)出現(xiàn)誤動(dòng)，導(dǎo)致沒有與出現(xiàn)故障的線路相連接的母線電源和線路均發(fā)生跳閘現(xiàn)象。在對(duì)線芯進(jìn)行測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)其絕緣部分受到破壞，發(fā)生擊穿。而通過對(duì)其故障類型進(jìn)行試驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致絕緣性發(fā)生擊穿現(xiàn)象最主要的原因在于：一是測(cè)量回路C相與母差電流回路B相之間發(fā)生短路現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致線芯絕緣發(fā)生擊穿；二是工作人員在對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)之后，沒有及時(shí)恢復(fù)中性點(diǎn)引線，導(dǎo)致電力系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，極易導(dǎo)致線路電位增高，導(dǎo)致電流回路B相以及設(shè)備回路C相線芯發(fā)生擊穿現(xiàn)象，從而引發(fā)二次回路故障。

1.2 越級(jí)跳閘

在110kV線路中，越級(jí)跳閘是一種常見的繼電保護(hù)二次回路故障。斷路器跳閘必須滿足兩個(gè)條件：一是故障電流達(dá)到設(shè)定值；二是故障電流在設(shè)定值以上持續(xù)一定的時(shí)間。當(dāng)電力系統(tǒng)檢測(cè)到同時(shí)滿足這兩個(gè)條件后，就會(huì)自動(dòng)越級(jí)跳閘。越級(jí)跳閘不僅會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)正常的供電工作中斷，影響了末端廣大電力用戶的用電需要，而且由于是瞬時(shí)斷電，還會(huì)給電力系統(tǒng)中各個(gè)電氣設(shè)備造成損害，降低了設(shè)備的使用壽命。如果線路故障發(fā)生與母線，變壓器跳閘時(shí)間配合不準(zhǔn)確，還會(huì)導(dǎo)致母線中性點(diǎn)接地變壓器自行切斷現(xiàn)象。在這種情況下，由于母線兩端跨步電壓上升，使得變壓器溫度上升，當(dāng)熱量累積到一定程度后，燒毀絕緣外套，容易引發(fā)火災(zāi)。

1.3 指示燈電源存在問題

電力系統(tǒng)的指示燈主要用來顯示回路的通斷、斷電開關(guān)的狀態(tài)等。操作人員根據(jù)指示燈可以大體判斷出電力系統(tǒng)各個(gè)電氣設(shè)備的運(yùn)行情況。而如果指示燈的電源發(fā)生問題，或是因?yàn)槎搪范鴮?dǎo)致指示燈熄滅，不僅會(huì)引起線路的短路問題，而且還會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行產(chǎn)生不良影響。當(dāng)繼電保護(hù)二次回路出現(xiàn)故障后，指示燈系統(tǒng)中的電流要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電源開關(guān)的控制電流，而指示燈多為二極管，承受的電壓、電流十分有限，如果電流過大，很有可能導(dǎo)致指示燈燒毀，也就不能正確反映電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況。另外，由于繼電保護(hù)二次回路故障致使電源跳閘，在系統(tǒng)斷電的瞬間，也會(huì)燒毀裝置中的繼電器節(jié)點(diǎn)。

1.4 母聯(lián)開關(guān)誤跳閘

母線開關(guān)誤跳閘現(xiàn)象同樣是繼電保護(hù)二次回路中經(jīng)常出現(xiàn)的一種故障，該故障不僅嚴(yán)重影響了電力線路安全、穩(wěn)定運(yùn)行，并嚴(yán)重?fù)p害電力設(shè)備，影響電力企業(yè)經(jīng)營效益。220kV線路B相電流突然變成零時(shí)，我們對(duì)其線路進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)二次線箱端子引線絕緣性沒有收到損壞，但保護(hù)電路中B相線芯受到損壞，出現(xiàn)燒損、斷裂等現(xiàn)象，導(dǎo)致母聯(lián)開關(guān)誤跳閘。此外，開關(guān)回路設(shè)計(jì)不合理，存在嚴(yán)重缺陷，或是操作人員在實(shí)際操作過程中，對(duì)母線倒閘具體操作不了解，粗心大意或檢查不到位等原因同樣會(huì)導(dǎo)致開關(guān)誤跳動(dòng)。

1.5 元件破損老化

電力系統(tǒng)長期暴露于自然環(huán)境下，加上使用時(shí)間的增加，因此不可避免會(huì)出現(xiàn)元件的老化和破損。而電力企業(yè)又沒有定期做好電氣設(shè)備和內(nèi)部元件的檢測(cè)和更換工作，這就給繼電保護(hù)二次回路故障埋下了許多隱患。例如，線路輔助接點(diǎn)主要起到線路過載保護(hù)的作用，當(dāng)線路中的電流過大時(shí)，可以通過接點(diǎn)分壓來降低電流對(duì)電氣設(shè)備的影響。但是輔助節(jié)點(diǎn)在長期的使用過程中，會(huì)逐漸出現(xiàn)磨損并導(dǎo)致導(dǎo)電性能降低，也就不能有效發(fā)揮導(dǎo)流作用，從而給電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成了負(fù)面影響。除此之外，像設(shè)備中常用的絕緣外套、絕緣零件等，也會(huì)由于老化而失去絕緣功能，如果不能及時(shí)更換，容易導(dǎo)致線路的短路故障。

2 繼電保護(hù)二次回路故障的防治措施

2.1 規(guī)范直流回路管理工作

首先，要做好電力系統(tǒng)中各個(gè)電氣設(shè)備的絕緣檢查工作。對(duì)于絕緣性能下降或是絕緣外套破損、開裂的，要及時(shí)進(jìn)行更換，這樣可以有效降低因短路而導(dǎo)致的越級(jí)跳閘問題的發(fā)生概率。其次，電力企業(yè)的管理人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際工作需要和本企業(yè)的客觀情況，科學(xué)制定對(duì)電力系統(tǒng)的定期排查和整改計(jì)劃，通過定期檢查及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的隱患，保證母線中性點(diǎn)點(diǎn)位始終處于正常工作狀態(tài)。最后，電力企業(yè)可以建立一套相對(duì)完善的管理制度，落實(shí)工作人員直流回路管理責(zé)任，實(shí)現(xiàn)管理工作的貫徹和落實(shí)。

2.2 改進(jìn)繼電保護(hù)裝置

繼電保護(hù)二次回路故障的原因，很大程度上與繼電保護(hù)裝置的質(zhì)量有關(guān)，對(duì)現(xiàn)有的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，使其能夠更加符合電力系統(tǒng)運(yùn)行的需要。首先，電力企業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)線路中的母聯(lián)開關(guān)進(jìn)行一次全面的檢查，尤其是要重點(diǎn)關(guān)注開刀、刀閘等位置，保證裝置的安裝正確。其次，要對(duì)母聯(lián)開關(guān)及其相連的回路設(shè)計(jì)進(jìn)行重新檢查，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)與實(shí)際不符，或是設(shè)計(jì)本身存在缺陷，都應(yīng)當(dāng)重新設(shè)計(jì)和進(jìn)行整改，徹底解決回路設(shè)計(jì)中存在的細(xì)節(jié)性問題。最后，技術(shù)人員需要對(duì)繼電保護(hù)裝置中的跳位節(jié)點(diǎn)裝置進(jìn)行改進(jìn)，保證其運(yùn)行狀態(tài)始終處于正常，即便是發(fā)生了二次回路問題，也可以最大限度的保證電力系統(tǒng)的傳輸電正常。

2.3 嚴(yán)格控制電纜質(zhì)量

通過對(duì)多起繼電保護(hù)二次回路故障的分析，發(fā)現(xiàn)因?yàn)殡娎|質(zhì)量不合格、電線芯絕緣被擊穿而引發(fā)的線路誤動(dòng)作現(xiàn)象十分常見。在進(jìn)行電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員往往會(huì)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)線纜的參數(shù)進(jìn)行電壓、電流設(shè)計(jì)，并確定線纜的擊穿值。而如果線纜質(zhì)量不合格，那么其擊穿值也會(huì)低于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，這也是導(dǎo)致線纜容易出現(xiàn)擊穿的主要原因。基于這一點(diǎn)，在開展線路設(shè)計(jì)和布線施工階段，需要技術(shù)人員做好嚴(yán)格的質(zhì)量控制措施，必須要根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇對(duì)應(yīng)型號(hào)、種類的線纜，必要情況下可進(jìn)行線纜的擊穿試驗(yàn)，確保其各項(xiàng)參數(shù)都達(dá)標(biāo)后方可進(jìn)行使用。另外，線纜接入時(shí)，也要注意檢查線纜接頭是否存在損傷或開裂，全面提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

2.4 科學(xué)設(shè)計(jì)指示燈控制電源

在進(jìn)行指示燈控制電源的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)和設(shè)計(jì)理念，確保在繼電保護(hù)二次回路發(fā)生故障后，指示燈也能夠正常工作。例如，可以讓指示燈與繼電保護(hù)裝置共用同一個(gè)電源，然后在指示燈上安裝一個(gè)空氣開關(guān)。當(dāng)繼電保護(hù)二次回路發(fā)生故障后，指示燈可以打開空氣開關(guān)自動(dòng)報(bào)警，從而為維修人員進(jìn)行故障排除和采取處理措施提供了依據(jù)。除此之外，也可以為指示燈提供單獨(dú)的電源，其優(yōu)點(diǎn)在于即便是繼電保護(hù)二次回路發(fā)生了故障，也不會(huì)干擾到指示燈的工作，從而極大地提高了指示燈的可靠性。

2.5 定期檢修元件

繼電保護(hù)系統(tǒng)在使用一段時(shí)間后，不可避免的會(huì)出現(xiàn)元件老化或受損問題，電力企業(yè)的管理人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)重視，定期做好元件的檢查工作，對(duì)于檢查中發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量不合格或是老化磨損嚴(yán)重的，應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行更換。另外，由于靜電吸附作用，許多電力元件表面堆積大量的灰塵，也需要在檢修過程中進(jìn)行打掃和清理工作，保證機(jī)電保護(hù)系統(tǒng)始終處于良好的工作環(huán)境和運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)，管理人員也要在檢修過程中或當(dāng)前檢修工作結(jié)束后，及時(shí)做好相應(yīng)的記錄，以便于為后期工作的開展提供指導(dǎo)和參考。

3 結(jié)束語

繼電保護(hù)二次回路故障不僅會(huì)給電氣設(shè)備的正常運(yùn)行造成破壞性影響，嚴(yán)重情況下還會(huì)造成局域電網(wǎng)癱瘓，給電力企業(yè)和電力用戶都造成了嚴(yán)重的損失。要想從根本上降低甚至是杜絕此類問題的發(fā)生，首先要找準(zhǔn)二次回路故障的發(fā)生原因，隨后在此基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，采取具有針對(duì)性的防治措施，全面提升電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱中暉.110kV電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的故障分析以及預(yù)防、應(yīng)對(duì)措施[J].華東科技：學(xué)術(shù)版，2013（09）：233.

[2]鄭興超，沈曉玲.基于110kV智能變電站繼電保護(hù)中常見問題的分析探討[J].科技傳播，2013（20）：131-133.

[3]張毅，高雅靜.繼電保護(hù)二次回路問題引發(fā)的典型故障分析及防范措施[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2013（04）：103-104.

[4]車守強(qiáng)，齊建林，張軍利.中央變電所繼電保護(hù)越級(jí)跳閘原因探析及防治措施[J].山東煤炭科技，2016（06）：102-103.