電力系統(tǒng)中電氣二次回路常見故障及防范分析

鄭廣森

（國網(wǎng)安徽省電力有限公司 合肥供電公司，安徽 合肥 230000）

0 引 言

隨著居民生活水平的不斷提高，用電的需求以及對供電質(zhì)量的要求越來越高，因此電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和高效性得到重視。由于電力系統(tǒng)中電氣二次回路經(jīng)常出現(xiàn)故障，會對整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行造成一定影響，妨礙電力系統(tǒng)的高效供電。為了快速排除電氣二次回路故障，需要分析和總結(jié)故障類型，并在此基礎(chǔ)上積極采取防范措施。

1 電氣二次回路概述

二次設(shè)備通過相互連接對一次設(shè)備進行檢測、保護以及調(diào)控的電氣回路即為電氣二次回路，其能夠為電力系統(tǒng)的發(fā)電過程提供安全保障，維持關(guān)聯(lián)設(shè)備的穩(wěn)定運行，從而為住宅用戶提供高質(zhì)量的供電服務(wù)。由于電氣二次回路能夠直接決定電力的傳輸效率和傳遞質(zhì)量，屬于電力系統(tǒng)的重要組成基礎(chǔ)，因此需要維護人員提高檢查力度，充分了解其結(jié)構(gòu)組成和工作原理，完成電氣參數(shù)的有效分類，以保證當(dāng)出現(xiàn)電路故障時，能夠采取針對性的應(yīng)對措施，確保電力系統(tǒng)的正常運行，提高故障的解決效率。為了保證電氣二次回路便于安裝、使用與檢修，需要將回路中的所有設(shè)備連線進行標(biāo)號處理，標(biāo)號通常采用數(shù)字與文字的組合形式完成標(biāo)注，用以表明回路的實際用途與工作性質(zhì)。在標(biāo)號時需要注意用3或3以下的數(shù)字表明回路的相別，必要時可在數(shù)字標(biāo)號前添加文字注釋，表明回路的主要特征。同時電氣設(shè)備的電阻和電容等元件間隔線段要保持標(biāo)號的差異性，幫助維護人員進行元件類型的區(qū)分，便于檢修工作的有效開展。

2 電力系統(tǒng)電氣二次回路的常見故障

2.1 二次短路

二次短路是電壓互感器常見的故障問題，具體表現(xiàn)為電路中的阻抗處于無限大狀態(tài)，二次電壓值為零，磁勢也不會產(chǎn)生任何變化，導(dǎo)致一次電壓此時全部作用在激磁上，使鐵心嚴(yán)重飽和，正弦交變磁通轉(zhuǎn)變?yōu)樘菪尾ǘ?，此繞組的感應(yīng)電流提高，引發(fā)鐵損發(fā)熱，當(dāng)設(shè)備長時間處在高負(fù)荷運轉(zhuǎn)狀態(tài)時，便會破壞繞組的絕緣性能，燒斷熔絲，破壞回路中的熔斷器，產(chǎn)生跳閘現(xiàn)象。如果情況嚴(yán)重，甚至?xí)苯訐p壞保護裝置，使其發(fā)生誤動操作，進而燒毀電壓互感器。二次短路故障產(chǎn)生的原因眾多，如回路中聯(lián)結(jié)電纜短路、內(nèi)部存在金屬缺陷以及戶外端子箱受潮嚴(yán)重導(dǎo)致端子連接處出現(xiàn)銹蝕等。因此想要進一步確定故障產(chǎn)生的原因，從源頭上完成安全隱患的排查較為困難，需要工作人員提前做好設(shè)備的檢查和保養(yǎng)，保證使用環(huán)境的干燥、恒溫，才能消除二次短路故障產(chǎn)生的可能性。

2.2 二次側(cè)開路

二次側(cè)開路是發(fā)生在電流互感器中的一種回路故障，其具體表現(xiàn)包括以下幾點。（1）電流互感器發(fā)出“嘟嘟”的異響，本體發(fā)熱狀況嚴(yán)重并伴有刺激性氣體的產(chǎn)生。（2）在開路故障點出現(xiàn)火花放電聲，呈現(xiàn)冒煙和燒焦等現(xiàn)象，并且故障點的電壓大幅度升高。（3）由負(fù)序和零序電流啟動的繼電保護裝置會頻繁產(chǎn)生誤動行為，有時還會產(chǎn)生跳閘狀況，部分繼電保護設(shè)備在特殊條件下會出現(xiàn)自動閉鎖的情況，屬于二次回路斷線閉鎖功能的一種。（4）功率表、三相表以及電流計量表指示不正常。（5）相關(guān)檢測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)顯示不符合實際標(biāo)準(zhǔn)。

產(chǎn)生二次側(cè)開路的原因可分為以下幾方面。（1）交流電路回路的接線端子在結(jié)構(gòu)或質(zhì)量上存在缺陷，導(dǎo)致運行時螺桿與螺孔的接觸不良。（2）電流回路中的電子連接片膠木頭過長，造成旋轉(zhuǎn)端子金屬片難以有效壓在連接金屬片上，反而誤壓在膠木頭上，引發(fā)二次側(cè)開路故障。（3）檢修工作不夠嚴(yán)謹(jǐn)，沒有保證繼電器內(nèi)部的觸頭連接完好，或是在設(shè)備調(diào)節(jié)試驗后沒有及時完成二次接線工作，導(dǎo)致電流無法有效傳遞。（4）二次線端子觸頭不夠緊實，當(dāng)回路中傳輸?shù)碾娏鬟^大時，造成氧化過熱現(xiàn)象，燒斷回路電線，形成開路[1]。

2.3 繼電保護故障

繼電保護故障的表現(xiàn)類型與形成原因十分復(fù)雜，具體原因可分為以下幾點。（1）定值問題，電力系統(tǒng)的元件參數(shù)標(biāo)稱值與實際值存在偏差，影響定值的準(zhǔn)確推算，其產(chǎn)生原因主要是受環(huán)境因素的影響，大多是由于元器組件在長時間使用過程中出現(xiàn)老化和銹蝕的狀況，導(dǎo)致組件功能無法正常使用，從而造成定值自動漂移，產(chǎn)生繼電保護故障。（2）三極管的檢修不到位，出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，過高的電流會導(dǎo)致保護出口發(fā)出錯誤的運行信號，影響裝置的正常使用。（3）回路絕緣受到破壞，表現(xiàn)為電路接地引起開關(guān)跳閘，造成絕緣擊穿，通常是由于帶電導(dǎo)體的靜電作用，使灰塵被吸附到接線焊點四周，并在潮濕的環(huán)境下產(chǎn)生導(dǎo)電通道，引發(fā)停機事故。（4）人員操作不規(guī)范，在設(shè)備尚未完全停止運行時進行帶電拔插件操作，使保護裝置的邏輯處理出現(xiàn)混亂，造成保護裝置出現(xiàn)誤動和拒動等故障狀況。（5）抗干擾性差，由于電力系統(tǒng)的運行環(huán)境較為復(fù)雜，容易受人員操作、沖擊負(fù)荷以及直流回路接地等因素干擾，從而影響集成電路、晶體管與微機等裝置性能的有效使用。如果在保護屏附近有人使用對講機進行交流，則很容易引發(fā)邏輯元件的誤動作，甚至出現(xiàn)跳閘狀況，因此需要設(shè)計人員提高繼電保護裝置的抗干擾性能，才能切實解決此類問題。（6）直熔絲配置問題，直熔絲的作用在于保證回路短路時熔絲的選擇性，一旦出現(xiàn)配置混亂的狀況，便會引發(fā)回路電流過載，產(chǎn)生熔絲越級熔斷的現(xiàn)象和繼電保護故障。

3 電力系統(tǒng)二次回路常見故障的防范措施

3.1 加強設(shè)備檢測

互感器是配電網(wǎng)設(shè)備中非常重要的部分，被使用于電力監(jiān)控和電力保護，作用是轉(zhuǎn)化電壓和電流，主要被分為電流互感器和電壓互感器兩種。

3.1.1 電壓互感器

電壓互感器在行業(yè)內(nèi)也被稱為儀器變壓器，不僅可以在固定的容量下長期運行，而且在電壓值不低于10%的狀態(tài)下也可以充當(dāng)降壓器使用，實現(xiàn)正常運行。因為其具有不可替代的作用，工作人員在實際維護中要加強對這項設(shè)備的重視，做到事事留心，即便是表面細(xì)小的裂紋也不能放過，積極查明原因，做好及時維護。此外，電力施工人員在處理二次回路的故障時需要明確故障發(fā)生的位置，將實際狀況報告給調(diào)度人員。當(dāng)互感器發(fā)生明顯的異常時，需要在完成載荷的安全轉(zhuǎn)移后再進行停電。如果電力系統(tǒng)中裝置發(fā)生了誤動，施工人員則需要在第一時間確認(rèn)交流回路中零線是否處于切斷狀態(tài)[2]。

3.1.2 電流互感器

電流互感器是可以將大電流轉(zhuǎn)換為小電流的設(shè)備，在檢查該設(shè)備運行狀態(tài)時除了檢查設(shè)備有無異味和噪聲之外，還要檢查設(shè)備的接頭溫度是否處于適中狀態(tài)，最后再確認(rèn)其電流表的指示值是否超過了最大值，接地保護的措施是否正確實施。在日復(fù)一日維護互感器的工作中，電力人員必須嚴(yán)格要求自己，按照正確的工作流程開展檢查維護工作。另外，工作人員還需要養(yǎng)成定期清潔設(shè)備的好習(xí)慣，避免因不明物質(zhì)腐蝕設(shè)備的外殼，減少互感器的使用壽命，妨礙其正常工作[3]。

3.1.3 斷路器

如今還有部分電力系統(tǒng)采用的是傳統(tǒng)繼電設(shè)備斷路器來進行二次回路的監(jiān)測，其運行原理是應(yīng)用串聯(lián)保護節(jié)點，落實繼電保護的系統(tǒng)。當(dāng)二次回路中發(fā)生斷線故障時，該裝置通過發(fā)出信號來提醒電力人員。但由于其只能夠做到監(jiān)控而無法進行補救，導(dǎo)致保護作用十分有限。因此，檢修人員需要對斷路器進行改進確保其完成二次操作，并在此基礎(chǔ)上擴大監(jiān)測的范圍，提高感應(yīng)的敏感程度。對斷路器進行技術(shù)上的更新能夠不斷優(yōu)化其操作功能，在確保其原本性能的前提下，只需要將輔助節(jié)點增添至線路中的兩個常閉節(jié)點之間，就能夠使其保持在線狀態(tài)。為了更好地避免二次回路中故障的發(fā)生，對斷路器進行檢修和改進是必不可少的工作。

3.2 提高檢修技術(shù)

加強二次回路的檢修工作可以從以下3方面入手。（1）積極引進先進的檢修技術(shù)，充分挖掘二次回路中存在的故障隱患，提高檢修的工作效率，同時優(yōu)秀的技術(shù)支持還能夠分擔(dān)檢修人員繁重的壓力。（2）更新檢修的手段，采取較為先進的智能巡檢技術(shù)，彌補人工巡檢不夠細(xì)致的問題，對于再小的故障隱患都能夠發(fā)現(xiàn)。其主要運用的是先進的信息技術(shù)手段結(jié)合運算能力對整個電網(wǎng)中的輸變電線路進行建模，再充分利用三維空間的定位技術(shù)，將其運行中涉及到的設(shè)備進行可視化，同時利用大數(shù)據(jù)的聯(lián)通將巡查機器人和電廠中的各項識別技術(shù)以及無線通信結(jié)合起來，構(gòu)建巡查網(wǎng)絡(luò)。（3）依據(jù)不同的情況制定針對性的檢修方案。在繼電保護中實施二次回路的檢測工作時，需要關(guān)注設(shè)備的運行、故障警告、保護動作以及SV運行狀態(tài)等信息。此類信息應(yīng)當(dāng)全面且真實，在采集與監(jiān)測此類信息時最好利用網(wǎng)絡(luò)報文的裝置對其進行記錄分析。但由于該裝置涵蓋的信息量較多，要想獲得更好的工作效果，則需要對其進行過濾篩選，確保數(shù)據(jù)信息的真實有效。倘若接收裝置沒有在規(guī)定的時間之內(nèi)接收到有效信息，系統(tǒng)就會發(fā)出預(yù)警信號。此外，在進行回路信息采集的過程中應(yīng)當(dāng)充分考慮回路接口，使其特殊性得到關(guān)注，進而更好地完成檢測工作[4]。

3.3 做好后勤工作

3.3.1 人 員

在招聘人員時，需要注意其專業(yè)性與綜合素質(zhì)，必須要求具備相關(guān)工作的專業(yè)資格，能夠順利解決二次回路運行時的突發(fā)問題。還需要具備積極進取的精神，能夠跟隨時代發(fā)展的步伐，不斷學(xué)習(xí)新的故障處理技術(shù)，提高自身的工作水平。更需要具備強烈的責(zé)任心，能夠切實認(rèn)真地完成自己的任務(wù)，履行自身職責(zé)，注重集體榮譽感。此外，由于電氣系統(tǒng)中二次線路的故障防范和施工者操作規(guī)范性具有一定關(guān)系，因此要求操作人員必須嚴(yán)格遵守電氣安全規(guī)范，保持安全防范意識。

3.3.2 設(shè) 備

二次回路中的設(shè)備使用時間過長必然會出現(xiàn)各種各樣的故障，倘若不能夠及時解決設(shè)備問題，則通常會影響其正常運轉(zhuǎn)。因此相關(guān)工作人員要主動做好設(shè)備的檢修工作，對于需要修理的設(shè)備要及時報修，不能自行判斷隱瞞檢測結(jié)果。從購買設(shè)備開始，應(yīng)當(dāng)選擇質(zhì)量好且性價比高的設(shè)備，此類設(shè)備的使用壽命較長比較可靠，同時還需要嘗試新型設(shè)備，積極運用新科技構(gòu)造的設(shè)備，提高整體設(shè)備水平[5]。

3.4 落實智能監(jiān)控

電氣二次回路需要得到實時的監(jiān)控才能夠確保其運行順暢，因此需要利用智能監(jiān)控系統(tǒng)對其運行狀態(tài)與運行設(shè)備實施全方位監(jiān)控，逐一排查安全隱患，并發(fā)出預(yù)警，充分降低出現(xiàn)風(fēng)險的概率。智能監(jiān)控系統(tǒng)能夠在數(shù)據(jù)一體化的幫助下預(yù)判漸變性的故障，當(dāng)該故障發(fā)生惡化且判斷其趨勢即將到達故障上限時，系統(tǒng)則會自動報警，并將該故障的位置顯示出來，向工作人員提供詳細(xì)的資料，幫助其分析故障的根本原因。除了檢測設(shè)備故障之外，該系統(tǒng)還可以監(jiān)控二次回路的運行流程，對其工作的時間和負(fù)荷發(fā)生的變化等各種工況進行監(jiān)測，提前判斷運行異常的狀況并提醒工作人員進行適當(dāng)調(diào)整。該技術(shù)完美利用了人工智能的相關(guān)技術(shù)，結(jié)合大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，讓電力系統(tǒng)的智能化向前邁進了一大步，大幅提升整個電網(wǎng)的工作質(zhì)量。其具體的工作流程是利用智能監(jiān)測的技術(shù)識別設(shè)備和二次回路異常運行的情況并自主分析原因，向工作人員提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)參數(shù)，幫助進行防范和排除工作，之后找到徹底優(yōu)化設(shè)備性能的方法，進而保障電網(wǎng)中電力調(diào)控系統(tǒng)和設(shè)備能夠平穩(wěn)且安全地長期運行。

4 結(jié) 論

保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定高效運行，必須要以電氣二次回路的正常工作為基礎(chǔ)，減少二次回路中故障的發(fā)生，才能夠給予電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的內(nèi)部環(huán)境，因此防范二次回路的故障刻不容緩。只要工作人員加強設(shè)備的檢測工作并不斷提高自身的檢修技術(shù)，落實智能監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)控二次回路的狀態(tài)，必定能夠降低二次回路故障發(fā)生的頻率。