電力系統(tǒng)電氣二次回路的常見(jiàn)故障及防范

季迎旭

摘要：現(xiàn)階段，隨著我國(guó)電力系統(tǒng)的不斷轉(zhuǎn)型與升級(jí)，對(duì)電氣二次回路邏輯性的要求越來(lái)越高。然而在電力系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，除了設(shè)備自身存在問(wèn)題以外，大部分都是因?yàn)槎位芈罚瑢?duì)電力生產(chǎn)的效率與設(shè)備造成了嚴(yán)重的損壞。雖然二次回路不是重要的發(fā)電設(shè)備，但是二次回路在確保電力生產(chǎn)的安全性方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，因此需要及時(shí)的采取措施對(duì)二次回路存在的問(wèn)題進(jìn)行有效處理。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);電氣二次回路;常見(jiàn)故障;防范

引言

在電力系統(tǒng)中，任何一個(gè)組成元件發(fā)生故障，會(huì)導(dǎo)致整體的系統(tǒng)都受到影響，進(jìn)而不能正常的工作。作為電力技術(shù)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，繼電保護(hù)技術(shù)能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)的安全運(yùn)行提供保障，并發(fā)揮重要的作用。我國(guó)在吸收到國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，不斷開(kāi)展繼電保護(hù)的學(xué)科建設(shè)，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，進(jìn)行人才培養(yǎng)，到如今已經(jīng)建成了一支不僅具有理論基礎(chǔ)，而且擁有豐富經(jīng)驗(yàn)的人才梯隊(duì)。經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，我國(guó)在繼電保護(hù)技術(shù)方面取得了一系列成果，很大程度上保障了電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的發(fā)展。然而，隨著科技水平的迅猛發(fā)展，對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的要求不斷提高，從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)工作的人員應(yīng)該緊跟技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，不斷研究、革新，推動(dòng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展。

1電力系統(tǒng)電氣二次回路常見(jiàn)的故障

（1）電壓互感器二次回路故障。在電壓互感器中的二次回路出現(xiàn)故障主要是來(lái)自于二次短路。同時(shí)二次短路還會(huì)對(duì)電氣二次回路中的熔斷器產(chǎn)生損壞，導(dǎo)致快分開(kāi)關(guān)閘出現(xiàn)跳閘的情況，同時(shí)保護(hù)設(shè)備也會(huì)跟隨斷線。如果二次回路中的電纜芯線出現(xiàn)斷線或者是接觸不良的情況，保護(hù)設(shè)備同樣也會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。倘若電壓回路中存在斷線問(wèn)題，就不會(huì)啟動(dòng)故障信號(hào)，與此同時(shí)還會(huì)在排查故障工程中增加一定的難度。因此，需要有關(guān)工作人員定期檢查電壓互感器，防止出現(xiàn)二次回路的問(wèn)題。（2）電流互感器二次回路故障。二次側(cè)開(kāi)路是電流互感器二次回路當(dāng)中經(jīng)常發(fā)生的問(wèn)題。如果在二次回路工作過(guò)程中發(fā)生了電流互感器二次側(cè)開(kāi)路的故障，回路儀表指針就會(huì)下降到零點(diǎn)，如果儀表指示不正常，同時(shí)發(fā)生時(shí)有時(shí)無(wú)的情況時(shí)，50%的可以判定為半開(kāi)路問(wèn)題，俗話說(shuō)就是人們說(shuō)的接觸不良的情況。另外，如果回路儀表指示異常，電流互感器還會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)的情況，與此同時(shí)還會(huì)出現(xiàn)雜亂的噪音，乃至還會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱冒煙的情況，進(jìn)一步出現(xiàn)火災(zāi)事故。（3）繼電保護(hù)以及控制回路故障。如果斷路器的控制電源出現(xiàn)了故障，就會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生直接影響。倘若缺乏繼電器控制電源，自動(dòng)控制系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)提示信號(hào)。在電力系統(tǒng)工作過(guò)程中有很多方面的因素都會(huì)導(dǎo)致斷路器出現(xiàn)故障，如：電源線接觸不良、不小心拉了控制電源的開(kāi)關(guān)等。除此之外，回路監(jiān)視效果不良、斷路器跳閘合閘回路封鎖的接觸不好等都會(huì)使控制回路出現(xiàn)問(wèn)題。由于斷路器很難及時(shí)的發(fā)送控制回路斷線的信息，對(duì)斷路器合閘與跳閘工作產(chǎn)生了直接影響。另外，如果保險(xiǎn)絲被燒毀或繼電器合閘設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，最大程度的會(huì)對(duì)合閘工作造成惡劣影響。

2電力系統(tǒng)電氣二次回路的優(yōu)化

2.1電纜選擇

對(duì)強(qiáng)弱電的回路而言，往往不應(yīng)該選擇同根電纜，而是需要選用不同的電纜溝進(jìn)行敷設(shè);如果存在特殊狀況，便可以把電纜按照鋁合金槽盒或者穿管等方式展開(kāi)敷設(shè)。除此之外，變電站中全部二次回路的電纜，都應(yīng)當(dāng)使用阻燃帶展開(kāi)屏蔽，相應(yīng)設(shè)置應(yīng)當(dāng)確保電纜的屏蔽層兩端保持接地。在此過(guò)程中，可以用纏繞銅線的方式處理電纜兩端的屏蔽層，同時(shí)旋緊上錫，并將其固定、連接于銅排。借助兩端接地屏蔽電纜，能把暫態(tài)的感應(yīng)電壓壓制到低于原值10%?？梢栽谙嗑鄮装倌酥燎в嗝鬃冸娬尽⑼ㄐ耪鹃g連接屏蔽電纜。為了對(duì)干擾有效抵抗，應(yīng)當(dāng)兩端接地屏蔽電纜層，且較為合適的銅線為2×100mm?的粗銅線，運(yùn)用其把兩端接地的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通，隨后使兩端接地屏蔽得以實(shí)現(xiàn)，以便避免燒毀電纜的屏蔽層。

2.2微機(jī)對(duì)二次回路的保護(hù)

（1）接地。有關(guān)人員應(yīng)當(dāng)深入分析變電站的二次回路接地，并且結(jié)合實(shí)際狀況選用最適合的接地方式對(duì)電磁干擾進(jìn)行降低。在通常情況下，接地工作主要包含設(shè)備裝置內(nèi)部接地以及裝置外殼接地;對(duì)微機(jī)保護(hù)二次回路而言，其信號(hào)接地應(yīng)當(dāng)采用裝置內(nèi)兩點(diǎn)接地的方法，以便將電位基準(zhǔn)提供給內(nèi)部電路，最大限度地使外磁場(chǎng)干擾以及共模干擾等被降低。除此之外，在反措要求中，電流互感器二次回路只可以有一點(diǎn)進(jìn)行接地，通常是由端子箱經(jīng)過(guò)端子排進(jìn)行接地。然而在幾組電流互感器相連的保護(hù)裝置中，例如各類(lèi)雙斷路器的主接線保護(hù)以及母差保護(hù)等，便應(yīng)當(dāng)使其于保護(hù)屏之上經(jīng)由端子排進(jìn)行接地。由于只有一點(diǎn)進(jìn)行接地，可以將接地點(diǎn)設(shè)置于控制室中。和其余互感器沒(méi)有電聯(lián)系的、獨(dú)立的電壓互感器，也能實(shí)現(xiàn)于開(kāi)關(guān)場(chǎng)展開(kāi)一點(diǎn)接地。為了確保接地工作安全、可靠，各個(gè)電壓互感器中性線嚴(yán)禁與可能斷開(kāi)的熔斷器或者開(kāi)關(guān)。對(duì)控制室內(nèi)一點(diǎn)接地電壓互感器組而言，在需要的時(shí)候可以于開(kāi)關(guān)場(chǎng)把二次繞組中性點(diǎn)以氧化鋅閥片或者放電間隙等方式進(jìn)行接地。此外，還需要時(shí)常進(jìn)行維護(hù)檢查，避免兩點(diǎn)接地。必須及時(shí)分開(kāi)來(lái)自電壓互感器三次2根開(kāi)關(guān)場(chǎng)線出線中性線、電壓互感器二次4根開(kāi)關(guān)場(chǎng)引出線的相應(yīng)零線，避免其被共用。（2）屏蔽。屏蔽工作可以順利地經(jīng)過(guò)空間傳播中電磁干擾。對(duì)變電站二次設(shè)備來(lái)說(shuō)，尤其是當(dāng)前各大先進(jìn)的微機(jī)保護(hù)裝置，其對(duì)干擾信號(hào)相比以往保護(hù)裝置更加敏感，所以更需要對(duì)抗干擾的各類(lèi)屏蔽措施加以全面完善。屏蔽工作根據(jù)相應(yīng)機(jī)理能被有效劃分成電磁場(chǎng)屏蔽、電場(chǎng)屏蔽以及磁場(chǎng)屏蔽等。為了順利達(dá)成對(duì)干擾進(jìn)行隔離和衰減的目標(biāo)，應(yīng)當(dāng)采用擁有良好導(dǎo)電性能的金屬來(lái)形成封閉的殼體，比如當(dāng)前較為常見(jiàn)的微機(jī)保護(hù)殼體，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)核心數(shù)字部件、A/D轉(zhuǎn)換器的密封抗干擾進(jìn)行有效處理。（3）隔離。為了有效規(guī)避共模干擾，保護(hù)裝置的內(nèi)外連接線路通過(guò)隔離相應(yīng)隔離變壓器以及光電隔離之后，再進(jìn)入裝置內(nèi)部。需要注意的是，光電隔離重點(diǎn)是借助光電耦合器來(lái)有效隔離內(nèi)部電氣回路、外部開(kāi)關(guān)量信號(hào)以及開(kāi)關(guān)量的輸出等，以便使干擾源受到的影響得到有效降低。

2.3繼電保護(hù)和控制回路處理措施

在對(duì)繼電保護(hù)和控制回路存在的故障進(jìn)行處理時(shí)，需要利用動(dòng)態(tài)監(jiān)控的手段，實(shí)時(shí)監(jiān)管回路中存在的故障信息，同時(shí)向控制中心傳送故障信號(hào)。例如，黨繼電保護(hù)和控制回路中存在接觸不好、觸電不正常時(shí)，監(jiān)督期間都會(huì)向控制中心傳送斷線的信號(hào)，在這種情況下，二次回路中不會(huì)發(fā)生合閘、跳閘的情況，同時(shí)監(jiān)督措施還可以有效的監(jiān)督由保險(xiǎn)絲、開(kāi)關(guān)等引起的問(wèn)題，在監(jiān)控過(guò)程中能夠詳細(xì)的觀察合閘操作不順利的狀況。全面分析繼電保護(hù)和控制回路存在的問(wèn)題，防止二次回路中發(fā)生接觸不好、連接不實(shí)等情況。在電氣二次回路中安裝符合繼電器需求的保護(hù)功能，可以使繼電器有效的保護(hù)電氣閉鎖，防止斷路器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損壞，減少斷路器出現(xiàn)故障的次數(shù)。在電氣二次回路當(dāng)中還需要實(shí)時(shí)監(jiān)控存在故障但是沒(méi)有報(bào)警信號(hào)等問(wèn)題，在對(duì)故障進(jìn)行處理時(shí)，還可以使用帶點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)，從而使二次回路結(jié)構(gòu)的完好性得到有效保證，同時(shí)還可以使二次回路結(jié)構(gòu)保持良好的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，防止繼電保護(hù)中存在開(kāi)路的故障。

結(jié)語(yǔ)

電壓、電流互感器是電力系統(tǒng)中把一次回路和二次系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)的紐帶、信息交換的通道，是測(cè)量、保護(hù)、控制系統(tǒng)的輸入器件，其性能和可靠性對(duì)于電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行起著重要的作用。傳統(tǒng)的電磁式電流互感器、電磁式電壓互感器都需要高壓絕緣子支撐，價(jià)格昂貴且容易發(fā)生絕緣擊穿事故，造成電力系統(tǒng)短路。電流互感器的飽和與暫態(tài)過(guò)程、電容式電壓互感器的鐵磁諧振過(guò)電壓和暫態(tài)過(guò)程，一直是困擾繼電保護(hù)工作者的技術(shù)難題。經(jīng)過(guò)努力，光電式互感器的研究已經(jīng)有很大的進(jìn)展。

參考文獻(xiàn)

[1]彭綿峰.提高繼電保護(hù)二次回路可靠性的對(duì)策[J].南方農(nóng)機(jī)，2019，50（16）：194.