電力系統(tǒng)二次回路故障查找及處理分析

王邦林，芶大斌

（1.云南能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院，云南 曲靖 655001；2.云南能投硅材科技發(fā)展有限公司，云南 曲靖 655000）

0 引 言

電力系統(tǒng)二次回路是綜合應(yīng)用電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、圖形圖像技術(shù)、北斗通信導(dǎo)航技術(shù)和人工智能技術(shù)與一次系統(tǒng)結(jié)合，將電氣一次設(shè)備正常和事故情況下的監(jiān)視、測量、控制、調(diào)節(jié)、保護(hù)以及電能計量、故障錄波、運(yùn)行管理有機(jī)融合在一起的先進(jìn)技術(shù)系統(tǒng)。電力作為一種特殊商品進(jìn)入市場，受到用戶的監(jiān)督和選擇，對中斷供電造成的損失會追究電力經(jīng)營者的責(zé)任。一旦二次回路中出現(xiàn)故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，勢必會影響一次系統(tǒng)的正常供電。而二次回路是電力系統(tǒng)的血管和心臟，是一次系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、高效以及穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障[1]。

1 交直流二次回路常見故障特征及處理

二次回路的操作電源主要包括交流操作和直流操作兩種，因此電源故障是二次回路的常見問題之一。

（1）交流電流、電壓回路一旦發(fā)生斷線、開路故障，二次回路儀表指示和記錄就會顯示不正常。出現(xiàn)這種情況時，先停用可能引起誤動作的繼電保護(hù)裝置，再根據(jù)其他正常儀器的指示，對設(shè)備作進(jìn)一步的分析判斷。

（2）直流回路電源故障時，會報直流電源消失、保護(hù)裝置電源故障等。此時，應(yīng)根據(jù)所報二次故障設(shè)備及時將相關(guān)保護(hù)設(shè)備出口壓板退出，確保直流電源在恢復(fù)或者其他次生問題產(chǎn)生時保護(hù)不會誤動作，然后仔細(xì)查找原因。一般為空開跳閘或者熔斷器熔斷造成，此時應(yīng)排查短路跳閘原因，特別是相關(guān)二次保護(hù)元件、指示燈、繼電器、線圈以及觸點(diǎn)等，需仔細(xì)查找并即時處理，快速使其恢復(fù)正常[3]。

2 二次回路故障查找的基本方法

如圖1所示，二次接線圖的基本方法：先分析電氣主接線部分，再看二次接線部分；先分析交流電壓、電流回路，再分析直流操作回路；先查找二次回路電源有無故障，再查找接線；先確定線圈情況，再對照觸點(diǎn)；按從上到下、從左到右的順序進(jìn)行[1]。

圖1 二次接線故障查找程序

在進(jìn)行二次回路故障查找時，要想到故障的查找是否會影響保護(hù)的動作以及正常運(yùn)行的設(shè)備。如果有影響，要及時退出有關(guān)保護(hù)的連接片，并做好運(yùn)行設(shè)備的安全防護(hù)措施，才能進(jìn)行二次回路故障的查找。主要采用觀察法、薄弱點(diǎn)法先查找故障點(diǎn)，不能查出時再使用儀表儀器進(jìn)一步查找二次回路的故障點(diǎn)[2]。

2.1 二設(shè)備故障的一般查找方法

2.1.1 直接觀察確定故障點(diǎn)

二次回路發(fā)生故障后，相關(guān)元器件的狀態(tài)一定會發(fā)生相應(yīng)的變化和一些故障特征。因此，首先可以通過目測初步確定故障點(diǎn)。

2.1.2 利用設(shè)備回路的薄弱點(diǎn)查找故障

回路中有些端子、接線、觸點(diǎn)以及線圈易損壞，這些元件是二次回路的薄弱點(diǎn)。平時分析圖紙時，要列出易發(fā)生問題的薄弱點(diǎn)并作好記錄，才能在查找故障時有的放矢。

2.1.3 借助儀表儀器查找故障點(diǎn)

二次回路都是以元件動作結(jié)果為基礎(chǔ)，如果某一處出現(xiàn)故障，可以反查上級元件的動作條件，對照二次回路圖紙逐個元器件、逐級進(jìn)行分析比對，檢查條件是否滿足，借助絕緣電阻表、萬用表、鉗形電流表、多用工具、專用試驗(yàn)設(shè)備以及試燈等儀表儀器查找，不斷縮小故障查找范圍，直到查出故障點(diǎn)。

2.2 二次回路集成塊故障查找方法

掌握集成電路的內(nèi)部功能是二次回路集成塊故障查找的基礎(chǔ)，有助于分析故障產(chǎn)生的原因。由于集成電路在二次回路中往往充當(dāng)一個功能電路，可以幫助判斷電路中的故障是在集成電路內(nèi)部還是在外部。往往一臺二次設(shè)備可能包含多個集成電路，下面重點(diǎn)介紹一些常用的集成電路的檢測方法。

2.2.1 微處理器芯片的檢測方法

主要是在線測量電源端、信號輸入端、信號輸出端、復(fù)位端以及其他各輸入、輸出端一些重點(diǎn)管腳的對地電阻和電位與正常值是否相同，但要注意不同型號微處理器芯片的復(fù)位電壓可能不同。

2.2.2 集成開關(guān)電源芯片的檢測方法

集成電路開關(guān)電源芯片各管腳的電壓主要測量是輸入端電壓檢測、輸入端電流檢測、脈沖激勵輸出端及電源端。主要測量各管腳對地電位值及電阻值與正常值進(jìn)行比較，在外部圍元器件都正常的情況下，若相差較大，可以判定該集成芯片已損壞。如果是厚膜集成電路芯片內(nèi)置大功率開關(guān)管，還可以通過測量開關(guān)管C極、B極、E極各管腳之間的正向和反向電阻值，判定開關(guān)管的工作情況。

2.2.3 集成音頻功放芯片的檢測方法

主要是檢測音頻輸入、輸出端、反饋端及電源端的對地電位及電阻值。若測得各數(shù)值與正常值相差過大，而外圍元器件工作正常，可以初步判定集成電路芯片內(nèi)部損壞。對于音頻功放集成電路芯片造成的無聲故障，若測量電源電壓正常，可用信號干擾法檢測。

2.2.4 集成運(yùn)算放大器芯片的檢測方法

可利用萬用表直流電壓檔，測量運(yùn)算放大器芯片輸出端與負(fù)電源端之間的電壓值。用電筆或鑷子點(diǎn)觸放大器的輸入端，萬用表表針若有大幅度擺動，則說明放大器芯片完好。

3 35 kV饋線斷路器控制回路故障查找及處理實(shí)例

以35 kV饋線斷路器跳合閘二次控制回路為例，介紹借助儀表查找二次回路故障的方法，如圖2所示。

圖2 35 kV饋線斷路器控制二次回路

3.1 測回路的導(dǎo)通

導(dǎo)通法是電氣從業(yè)人員常用的基本方法，即利用萬用表測量導(dǎo)線的通斷及電阻值的大小，以此判斷線路的情況。如果線路不導(dǎo)通，不能使用搖表，因?yàn)椴荒懿槌龌芈分薪佑|不良和電阻發(fā)生變化的問題。如圖2所示的回路紅、綠燈不亮?xí)r，把萬用表置于歐姆檔，一支表筆固定在電源正極“101”的位置，另一支表筆觸到燈的另一端導(dǎo)線端子上，逐次向電源負(fù)極“102”端移動。當(dāng)表盤顯示為無窮大或與正常值相差較大時，可判斷該段線路有開路。檢查時要注意對限位開關(guān)、防跳回路、線圈及旁路連鎖進(jìn)行排查，逐個確定。如果分合閘回路不能接通，需要對控制開關(guān)、中間保護(hù)裝置進(jìn)行通斷判斷。故障確定在裝置內(nèi)，可用電路板更換法排查[4]。

3.2 測電壓降

如圖2所示，將直流電壓表“-”測試筆置于電源負(fù)極“102”上，將“+”測試筆首先置于電源正極“101”，若此時表針指示為兩極之間的全電壓，說明電源沒有問題。然后，將“+”測試筆逐次向控制開關(guān)、壓板、保護(hù)裝置以及開關(guān)二次插頭進(jìn)行測試。當(dāng)發(fā)現(xiàn)表計指示值過小或無指示時，則表明故障即在該回路。此外，也可反向從負(fù)極“102”開始反向進(jìn)行判斷。斷路器拒動以及繼電器、接觸器等不動作的二次回路原因，都可以采用這種方法[2]。

3.3 測對地電位

35 kV饋線斷路器控制二次回路圖中元器件各點(diǎn)對地都有相應(yīng)的電位，先對被測回路各點(diǎn)對地電位進(jìn)行分析再測量，才能作出準(zhǔn)確的判斷?；芈饭收喜恍枰獢嚅_電源，使用萬用表直流電壓檔。如果直流系統(tǒng)沒有設(shè)置絕緣監(jiān)察系統(tǒng)或退出了運(yùn)行，對地電位法就不可能使用，因?yàn)閰⒖剂汶娢粵]有得到固定，所測數(shù)據(jù)沒有價值。

3.4 控制裝置的故障判斷方法

根據(jù)裝置故障信號直接進(jìn)行判斷排查，確定是控制還是裝置的問題。對于裝置問題，用替代法、檢測軟件進(jìn)行排查；對于回路問題，可用以上方法進(jìn)行判斷，切記排查時做好安全措施，以免引起誤動作。

4 結(jié) 論

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)二次回路使用的集成電路越來越多。如何對集成電路的故障進(jìn)行查找與處理尤其重要。在掌握一般常用方法對電力系統(tǒng)二次回路故障查找及處理分析的基礎(chǔ)上，還需要進(jìn)一步完善新型二次回路硬件的隔離和屏蔽，實(shí)施電源、信號傳輸線、印制電路板的抗干擾措施，軟件方面實(shí)施數(shù)據(jù)輸入糾錯、運(yùn)算結(jié)果核對、出口閉鎖、自動檢測以及軟硬件的自恢復(fù)[5]、冗余備份設(shè)計等技術(shù)手段，才能確保電力系統(tǒng)二次回路的正常運(yùn)行。