變電站二次回路運(yùn)行異常處理與預(yù)防措施

裴印玎，耿晉中

（山西臨汾供電公司 檢修公司變電運(yùn)維室，山西 臨汾 041000）

1 繼電保護(hù)二次回路運(yùn)行異常概述

繼電保護(hù)裝置二次回路在運(yùn)行中發(fā)生各類異常的發(fā)現(xiàn)手段、異常象征、處理方法不同。對繼電保護(hù)二次回路缺陷的發(fā)現(xiàn)大致總結(jié)為2種情況：一是在繼電保護(hù)裝置檢修調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的，對于這種情況，由于現(xiàn)場人員充足、時(shí)間充裕、缺陷處理安全措施完備，能夠?qū)θ毕菁皶r(shí)處理，往往并不會(huì)對電力設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生太大影響；二是在設(shè)備非停電的運(yùn)行狀態(tài)中由于繼電保護(hù)裝置發(fā)出告警信息后，被調(diào)度監(jiān)控人員或運(yùn)維人員檢查發(fā)現(xiàn)，對于這種情況的缺陷必須在第一時(shí)間及時(shí)處理，檢查與處理時(shí)間延遲、滯后將有可能造成事故擴(kuò)大，影響設(shè)備、電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)也對處理人員的故障解決能力提出很高要求。結(jié)合繼電保護(hù)二次回路的結(jié)構(gòu)，其構(gòu)成部分可主要?jiǎng)澐譃殡娏骰芈?、電壓回路以及直流回路?/p>

運(yùn)行中，電氣設(shè)備嚴(yán)禁出現(xiàn)無保護(hù)運(yùn)行。在繼電保護(hù)二次回路運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，若不盡快消除則將可能造成運(yùn)行設(shè)備發(fā)生異常、故障不能正確動(dòng)作或設(shè)備運(yùn)行正常發(fā)生誤動(dòng)作。二次回路發(fā)現(xiàn)異常在短時(shí)間內(nèi)不能消除，則需要決定是否將運(yùn)行中的一次設(shè)備停電，同時(shí)必須保證電網(wǎng)、運(yùn)行設(shè)備安全運(yùn)行[1]。采取有效措施防止繼電保護(hù)二次電流回路、電壓回路、直流回路出現(xiàn)短路、接地等故障，從而避免對運(yùn)行狀態(tài)的電氣設(shè)備產(chǎn)生不利影響。

處理繼電保護(hù)二次回路運(yùn)行中的異常時(shí)，通常為異?，F(xiàn)象時(shí)間較短，異常時(shí)間不能保持以便于查找分析，缺陷問題多重、并非單一，現(xiàn)場異常處理工作存在諸多困難。另外由于缺陷處理時(shí)電氣設(shè)備不停電，處理人員現(xiàn)場安全風(fēng)險(xiǎn)較大，這就要求作業(yè)人員應(yīng)熟知現(xiàn)場繼電保護(hù)裝置及二次回路，具有高素質(zhì)技能水平的同時(shí)還要具有豐富的現(xiàn)場實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

2 電流回路異常產(chǎn)生原因及發(fā)現(xiàn)處理

2.1 產(chǎn)生原因與檢查發(fā)現(xiàn)

電流回路的異常情況有很多種，但主要包括輸出電流的偏差大、電流回路的開路等故障。電流回路出現(xiàn)輸出電流偏差大的主要原因?yàn)殡娏骰ジ衅鞅旧磔敵龃嬖趩栴}或電流二次回路又發(fā)生一點(diǎn)接地而隨之產(chǎn)生分流情況[2]。電流回路出現(xiàn)開路，則會(huì)在開路處產(chǎn)生高電壓而危及設(shè)備和人身安全。使電流回路發(fā)生開路的主要原因包括設(shè)備質(zhì)量、人為原因2個(gè)方面。設(shè)備質(zhì)量包括電流互感器本身和電流二次端子排質(zhì)量，設(shè)備質(zhì)量造成的電流回路開路的現(xiàn)場事例很多。人為原因是指在對繼電保護(hù)裝置校驗(yàn)工作結(jié)束后，作業(yè)人員未逐一對端子緊固或遺漏恢復(fù)電流回路連片而引起開路，這種人為原因造成的電流回路開路情況在通過對繼電保護(hù)采取措施票制度后能夠有效降低發(fā)生概率。

在對設(shè)備巡檢期間，發(fā)現(xiàn)電流二次端子排位置存在明顯過熱火燒的痕跡及有時(shí)伴隨虛接放電火花現(xiàn)象，此時(shí)可以斷定電流互感器回路發(fā)生開路情況。在電氣設(shè)備運(yùn)行中，繼電保護(hù)裝置持續(xù)或者頻繁出現(xiàn)電流斷線、差流越線等預(yù)警信號，可能是由于電流回路存在異常而引起的。

2.2 異常處理注意事項(xiàng)

由于電氣設(shè)備在運(yùn)行狀態(tài)，電流回路開路會(huì)產(chǎn)生高電壓。在處理電流二次回路缺陷前，必須做好相關(guān)安全技術(shù)措施。想要確保電力設(shè)備能夠安全、穩(wěn)定運(yùn)行，對電流回路短接、斷開前一定要先退出保護(hù)，且電流回路沒有恢復(fù)到正常狀態(tài)時(shí)一定不能投入保護(hù)。作業(yè)時(shí)，相關(guān)人員必須做好絕緣墊的合理使用，保證電流回路不失去接地點(diǎn)，如果打開電流二次回路聯(lián)片使電流互感器源側(cè)失去接地點(diǎn)，則應(yīng)增設(shè)臨時(shí)接地點(diǎn)，并在缺陷處理完成后予以及時(shí)拆除。

2.3 處理方法

2.3.1 電流回路開路

因電流互感器質(zhì)量原因引起的開路需要將一次運(yùn)行設(shè)備停電后進(jìn)行處理，而由于電流二次端子排存在質(zhì)量問題導(dǎo)致開路發(fā)生時(shí)，作業(yè)人員要先在遠(yuǎn)離開路點(diǎn)位置的電流互感器二次端子箱內(nèi)封好電流互感器源側(cè)，測量回路二次電流，在確保電流回路源側(cè)有流、負(fù)荷側(cè)無流的情況下斷開回路聯(lián)片，更換發(fā)生端子排開路點(diǎn)端子[3]。若開路點(diǎn)端子連線發(fā)現(xiàn)同時(shí)有發(fā)熱情況，則應(yīng)對端子連線一并更換。更換后返回電流互感器端子箱處，恢復(fù)前期已斷開的回路聯(lián)片，拆除電流二次回路源測短接線，在對電流二次回路源側(cè)和負(fù)荷側(cè)進(jìn)行電流測量且其數(shù)值一致后，方可恢復(fù)投入所退出的保護(hù)。

2.3.2 電流輸出數(shù)值偏差大

問題通常為某一相電流互感器或者二次回路異常所引起的，這時(shí)需要對現(xiàn)場測量電流互感器二次回路三相電流數(shù)值是否平衡的方法進(jìn)行分段查找。在電流互感器二次端子箱內(nèi)封好二次回路，首先測量電流二次回路源側(cè)三相電流數(shù)值是否平衡，若源側(cè)測量發(fā)現(xiàn)三相不平衡，則判斷電流互感器設(shè)備本身存在輸出問題，需要將一次設(shè)備停電處理；若源側(cè)測量三相電流數(shù)值平衡，則認(rèn)為從室外端子箱至室內(nèi)保護(hù)、測控等屏柜及所串聯(lián)的二次回路存在問題，按照此方法繼續(xù)分段查找，不斷縮小檢查范圍，最終發(fā)現(xiàn)缺陷具體位置并處理。

2.4 缺陷預(yù)防措施

根據(jù)缺陷現(xiàn)場處置經(jīng)驗(yàn)，電流回路缺陷通常是由于設(shè)備質(zhì)量問題造成的。應(yīng)重視在設(shè)備招標(biāo)、監(jiān)造、交接等環(huán)節(jié)確保電流互感器、端子排等一二次設(shè)備質(zhì)量。設(shè)備招標(biāo)時(shí)應(yīng)充分考慮已在運(yùn)廠家設(shè)備運(yùn)行工況，是否存在家族缺陷，同時(shí)設(shè)備制造廠家也應(yīng)做好工藝改進(jìn)、技術(shù)革新。施工階段要求現(xiàn)場組屏廠家選用質(zhì)量過關(guān)的產(chǎn)品。在設(shè)備投入使用前，現(xiàn)場應(yīng)做好交接檢查、試驗(yàn)。測量電流回路電阻時(shí)，在對電流回路斷開處上、下測量電阻的同時(shí)，應(yīng)注意對回路本身聯(lián)片接觸進(jìn)行檢查，嚴(yán)禁問題設(shè)備投入運(yùn)行。（2）做好設(shè)備日常巡視維護(hù)檢查。電流二次回路異常、故障情況復(fù)雜，由于有些異常情況未有告警信息，造成回路異常不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)與處理。這就要求加強(qiáng)設(shè)備日常檢查維護(hù)工作，確保發(fā)生回路異常情況時(shí)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)與快速處理。（3）提高電流二次回路定期檢查、校驗(yàn)工作質(zhì)量。在定期檢查、校驗(yàn)工作中，要對電流二次回路每個(gè)連接部分進(jìn)行螺絲緊固、檢查和清掃。全面檢查、測量電流二次回路中的絕緣狀況和電阻，與歷史測量數(shù)據(jù)比較，確認(rèn)三相測量電阻是否平衡，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。（4）為防止人為原因造成的異常情況發(fā)生，現(xiàn)場作業(yè)必須嚴(yán)格執(zhí)行繼電保護(hù)措施票制度[4]。

3 電壓回路異常處理及預(yù)防措施

電壓回路發(fā)生異常涉及保護(hù)、測控、計(jì)量、儀表、遠(yuǎn)動(dòng)等諸多裝置的正常運(yùn)行，通常為電壓回路斷線，在發(fā)生電壓回路斷線時(shí)，應(yīng)首先將與電壓相關(guān)的保護(hù)退出運(yùn)行，防止保護(hù)裝置誤動(dòng)。

3.1 電壓回路異常處理

發(fā)生電壓回路斷線，在檢查處理時(shí)應(yīng)對電壓二次回路中熔斷器、空開、隔離開關(guān)輔助接點(diǎn)等薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行查找，具體可按下列順序逐一排查。

首先，確認(rèn)電壓二次回路是否有人工作。檢查電壓互感器二次熔斷器是否熔斷、空開是否跳閘，通過檢查判斷電壓二次回路是否有發(fā)生短路。完成上述檢查后，核實(shí)與電壓二次回路相關(guān)地點(diǎn)有無人員作業(yè)?，F(xiàn)場工作中存在人員誤碰導(dǎo)致電壓二次回路短路或接地的可能，如作業(yè)人員接線誤碰、拆線誤拆等情況，查明確系人員誤碰原因?qū)е露搪坊蚪拥?，在消除電壓回路短路或接地故障點(diǎn)后，更換回路熔斷器或合上跳閘空開后恢復(fù)正常運(yùn)行。

其次，檢查電壓互感器二次回路熔斷器接觸是否良好。因熔斷器安裝工藝導(dǎo)致，發(fā)生接觸不良的概率較高，如熔斷器底座卡彈壓力不夠造成熔斷器接觸不良?，F(xiàn)場可采取臨時(shí)增加熔斷器底座卡彈壓力措施進(jìn)行處理，設(shè)備停電檢修安排對熔斷器底座進(jìn)行更換。

再次，檢查電壓互感器二次回路隔離開關(guān)輔助接點(diǎn)接觸是否良好。隔離開關(guān)在分合操作后，存在輔助接點(diǎn)轉(zhuǎn)換不到位而造成接觸不良的現(xiàn)象。電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)，對隔離開關(guān)輔助接點(diǎn)手動(dòng)調(diào)整到位，若手動(dòng)調(diào)整后測量輔助接點(diǎn)仍不通，則可倒換備用接點(diǎn)，設(shè)備停電檢修，對接點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整和更換。

最后，若上述檢查均正常，現(xiàn)場測量電壓互感器二次引出電纜的電壓是否正常。若測量電壓不正常，則需先做好現(xiàn)場的安全措施，后拉開電壓互感器一次隔離開關(guān)，再檢查和分析電壓互感器一次熔斷器。如果測量電壓正常，則結(jié)合圖紙檢查和判斷線路是否有斷線、接觸不良等情況。

3.2 電壓回路異常預(yù)防措施

（1）提高電壓回路檢修質(zhì)量。利用設(shè)備停電檢修機(jī)會(huì)，應(yīng)對電壓互感器與一、二次熔斷器安裝接觸情況、電壓回路隔離開關(guān)輔助接點(diǎn)及二次空氣小開關(guān)、接線端子接線等是否接觸良好進(jìn)行檢查并處理，必要時(shí)對隔離開關(guān)輔助接點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整、更換。

（2）防止人員作業(yè)行為導(dǎo)致異常、故障發(fā)生。在現(xiàn)場施工作業(yè)過程中，特別是作業(yè)面較大且涉及多處接線、改線施工，現(xiàn)場開工前要充分做好現(xiàn)場施工作業(yè)危險(xiǎn)因素分析，執(zhí)行繼電保護(hù)安全措施票。拆除線纜時(shí)應(yīng)首先拆除線纜兩端線芯，對線芯逐個(gè)驗(yàn)電確認(rèn)沒有電壓，再經(jīng)核對是同一根電纜后撤除，避免人為誤拆運(yùn)行線纜。對于工作區(qū)域中帶電運(yùn)行的電壓二次回路，應(yīng)完善現(xiàn)場保護(hù)措施，完成安全技術(shù)交底并采取絕緣保護(hù)。

4 直流回路異常處理及預(yù)防措施

直流回路發(fā)生運(yùn)行異常情況，通?？筛爬橹绷骰芈方拥鼗蚨搪?、直流操作控制回路異常、直流信號回路異常[5]。

4.1 直流回路接地

若直流系統(tǒng)存在一點(diǎn)接地的情況，就不會(huì)存在短路電流，能夠繼續(xù)運(yùn)行和使用。但一定要做好接地點(diǎn)的迅速查找，并及時(shí)對接地故障進(jìn)行處理，否則若另一點(diǎn)出現(xiàn)接地情況，就可能會(huì)導(dǎo)致信號裝置、斷路器和繼電保護(hù)等裝置發(fā)生誤動(dòng)作、拒絕動(dòng)作，還可能會(huì)使直流電源出現(xiàn)短路情況，導(dǎo)致熔斷器發(fā)生熔斷、直流電源的開關(guān)斷開等，此時(shí)設(shè)備就會(huì)缺失電源，造成電力系統(tǒng)出現(xiàn)更加嚴(yán)重的故障或者事故。因此，直流系統(tǒng)存在一點(diǎn)接地并繼續(xù)運(yùn)行和使用時(shí)，一定要避免長時(shí)間的運(yùn)行，而且還要對其運(yùn)行過程做好在線監(jiān)測，及時(shí)查找和消除接地故障。

直流回路出現(xiàn)接地的原因有很多，主要包括如下因素：（1）工作人員作業(yè)中存在誤碰情況，或者萬用表應(yīng)用中出現(xiàn)表檔錯(cuò)誤，如用電阻檔測量對地電壓，導(dǎo)致直流回路出現(xiàn)接地，接地現(xiàn)象一般為瞬間1次或間歇多次；（2）現(xiàn)場設(shè)備帶電水沖洗時(shí)（主要是對附屬設(shè)備進(jìn)行水沖洗），由于防護(hù)措施不完備，導(dǎo)致直流回路進(jìn)水造成接地；（3）室外布置的設(shè)備箱柜、二次接線盒體因密封不良或除潮措施不到位導(dǎo)致潮濕或者雨水進(jìn)入內(nèi)部時(shí)，會(huì)導(dǎo)致直流回路的接地；（4）回路的接線問題導(dǎo)致直流接地信號的誤發(fā)情況，如中央信號電源和支路信號的電源取自不同的直流電源，造成電源正、負(fù)極的流出電流不等，進(jìn)而造成直流接地信號的誤發(fā)；（5）直流回路接線部位裸線部分較多、線頭接觸柜體造成直流回路接地；（6）直流二次回路因施工原因造成線芯絕緣受損或回路電纜未在電纜溝排架懸空布設(shè)、貼地直埋；（7）直流回路因投入運(yùn)行時(shí)間較長，設(shè)備運(yùn)行工況較差，回路的整體絕緣降低，受室外環(huán)境影響在連續(xù)陰雨天氣后造成直流回路接地。

查找直流接地的方法：遵循先室外后室內(nèi)、先電纜后裝置、先老化設(shè)備后新投設(shè)備原則進(jìn)行接地支路拉路查找。在發(fā)生直流接地后，一般先對支路電源斷開處理，后檢查直流絕緣監(jiān)測裝置內(nèi)此支路絕緣的情況。這種查找方法由于直流監(jiān)測裝置采用逐路循檢的工作方式，在斷開支路電源后檢查判斷存在時(shí)間差。還可選擇以下更為有效的方法：通過萬用表對接地直流的母線電源側(cè)電壓直接測量、監(jiān)視，斷開某一支路后測量直流母線電壓升高變化，能夠初步判斷此支路是否存在直流接地的情況。此外，在對直流接地檢查時(shí)，由于直流電源可能會(huì)影響保護(hù)裝置、二次回路等，在斷開直流電源前現(xiàn)場要提前做好完備的安全措施，必要時(shí)可瞬間打開跳閘壓板，以防止斷路器誤動(dòng)作跳閘。

4.2 直流電源短路

直流電源短路發(fā)生的原因主要包括2類：一類是現(xiàn)場人員誤碰引起的直流短路，在查明確系人員原因后更換回路熔斷器或恢復(fù)合上電源空氣開關(guān)；另一類是直流回路存在錯(cuò)誤接線情況，完成二次回路的接線后，通過測量正、負(fù)電源間的電阻值，確認(rèn)檢查二次回路接線是否正確。發(fā)生直流電源短路后嚴(yán)禁不經(jīng)檢查直接更換熔斷器或合上跳閘空氣開關(guān)。

4.3 控制回路異常

控制回路中的元件及地點(diǎn)比較多，一般包括控制把手、指示燈、操作箱、斷路器機(jī)構(gòu)的合跳閘線圈、輔助接點(diǎn)及相關(guān)閉鎖回路等部分?；芈啡毕莸臋z查處理相對而言較為復(fù)雜，控制回路與斷路器機(jī)構(gòu)、二次回路接線均有關(guān)。斷路器因控制回路缺陷不能正常分合閘操作時(shí)，檢查分析應(yīng)首先判斷是二次回路接線還是斷路器機(jī)構(gòu)問題。

控制回路異常直接影響斷路器正常操作、保護(hù)命令的正確執(zhí)行，異常一般發(fā)生在斷路器分合閘操作、保護(hù)及自投裝置或重合閘動(dòng)作時(shí)。此異常原因包括：（1）控制電源空開故障或接線接觸不良；（2）回路的原理設(shè)計(jì)、接線等有問題，在設(shè)備定檢傳動(dòng)試驗(yàn)檢查時(shí)未發(fā)現(xiàn)此類問題；（3）斷路器機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的“遠(yuǎn)方/就地”切換開關(guān)為“就地”的位置；（4）操作把手失靈、跳合位指示燈燒壞；（5）斷路器分合閘線圈燒壞；（6）斷路器分合位置輔助接點(diǎn)損壞或與主觸頭配合切換不到位；（7）斷路器儲(chǔ)能電機(jī)未儲(chǔ)能、SF6氣壓低閉鎖或回路中閉鎖接點(diǎn)異常；（8）斷路器分合閘回路接線端子出現(xiàn)松動(dòng)；（9）斷路器操作機(jī)構(gòu)存在問題；（10）自投裝置或重合閘相關(guān)回路存在問題。

4.4 信號回路異常

信號回路異常將直接影響調(diào)度監(jiān)控、變電運(yùn)維人員對電氣設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視檢查，可能造成事故處理延誤而使事故擴(kuò)大。信號回路的異常象征一般較為直觀，常出現(xiàn)在指示燈、光字牌、警鈴、喇叭以及繼電器等設(shè)備上。此類設(shè)備因長時(shí)間帶電或者經(jīng)沖擊而帶電造成損壞，對它們需要做好新元件的更換處理。

5 直流回路異常預(yù)防措施

（1）加強(qiáng)直流回路巡視檢查及停電檢修保護(hù)校驗(yàn)、回路清掃工作。熟知直流回路二次接線、元件配置，對回路中運(yùn)行時(shí)間較長、運(yùn)行工況較差、操作切換頻繁的回路元件要結(jié)合停電進(jìn)行及時(shí)檢查或更換。在保護(hù)校驗(yàn)、回路清掃工作中，注意直流回路接線端子緊固、直流異常隱患消除、接線正確性核對檢查等執(zhí)行落實(shí)。（2）做好直流回路日常維護(hù)工作。室外布置的機(jī)構(gòu)箱、端子箱、匯控柜、智能終端柜等應(yīng)做好箱柜密封及除潮措施檢查維護(hù)，防止箱柜進(jìn)水、受潮、凝露引發(fā)直流回路接地。室內(nèi)布置屏柜做好防過熱措施檢查維護(hù)，防止屏柜裝置死機(jī)、接線端子過熱出現(xiàn)接觸不良。（3）嚴(yán)格執(zhí)行落實(shí)作業(yè)現(xiàn)場安全技術(shù)防范要求，杜絕因人員責(zé)任引起的異常、事故。

6 結(jié) 論

繼電保護(hù)裝置及二次回路的正常運(yùn)行需要嚴(yán)格規(guī)范設(shè)備招標(biāo)、施工工藝、驗(yàn)收、日常巡檢維護(hù)、保護(hù)定檢、臨時(shí)消缺等環(huán)節(jié)的執(zhí)行落實(shí)?，F(xiàn)場作業(yè)人員也必須全面熟知了解繼電保護(hù)裝置的工作原理、現(xiàn)場接線布置、回路元件實(shí)際工況，有針對性地開展檢查、維護(hù)、異常分析處理等工作，有效降低異常、故障發(fā)生概率，全面提高繼電保護(hù)及二次回路的運(yùn)行穩(wěn)定性。