變電站繼電保護二次回路隱患排查方法研究

毛天宇

（揚州供電公司，江蘇 揚州 226000）

0 引 言

電力資源是生產(chǎn)、生活中的一種重要能源，為了保證變電站的正常運行，必須對一次設備實行繼電保護。然而，由于二次回路在變電站的運行中仍然存在著一些潛在的安全隱患，影響到實際的繼電保護工作的開展，因此在目前的變電站運行中必須對二次回路的安全隱患進行有效的檢查和處理。

1 繼電保護二次回路的優(yōu)勢

繼電保護是保障裝置安全可靠運行的重要手段，按其功能劃分為數(shù)據(jù)測量、邏輯判斷和執(zhí)行3大模塊，只有3者共同作用，才能使電網(wǎng)穩(wěn)定、安全的工作。繼電器的結構類型可以劃分為機電型、整流型、晶體管型、集成電路型以及微機型。繼電保護設備可使電網(wǎng)的故障迅速消失，減少故障的發(fā)生。繼電保護二次回路的優(yōu)勢如下。

（1）二次保護裝置的結構簡單、重量輕、拆卸方便，因而在安裝、檢修、維護時不會耗費太多的人力和物力，從而可以節(jié)約成本，提高經(jīng)濟效益。

（2）二次保護裝置采用的是高科技產(chǎn)品，生產(chǎn)工藝先進，可以有效提高裝置的質量，保證裝置的穩(wěn)定和安全性。

（3）自動控制技術與繼電保護二次回路設備相結合，提高了設備的工作效率，并能根據(jù)自己的動作迅速做出相應的反應，為電網(wǎng)的安全提供了保障。

（4）通過二次回路的有效防護，大大提高了線路的抗干擾能力，并能有效抵御電磁干擾（Electromagnetic Interference，EMI）所造成的干擾。

2 變電站繼電保護二次回路存在的隱患

2.1 計算方面

施工環(huán)境的變化使得與設想的計算結果出現(xiàn)偏差，錯誤的計算會導致二次回路出現(xiàn)隱患、繼電保護裝置的運行出現(xiàn)問題。對于繼電保護裝置，需要精確地計算，以保證裝置的安全、平穩(wěn)運行。即使是十分微小的錯誤，也可能使得保護裝置出現(xiàn)故障。為了使電力系統(tǒng)能夠處于持續(xù)供電的狀態(tài)，符合保護裝置運行的環(huán)境，需要謹慎地計算，讓電力系統(tǒng)處于安全穩(wěn)定的狀態(tài)，為人們的生活提供便利[1]。

2.2 二次接線方面

二次接線的安全隱患主要是接線端子無法很好地固定，導致相應的接線端接觸不良，將導致變電站二次回路的不穩(wěn)定，從而使其保護效果下降。同時，造成二次回路線路故障的原因與工作人員在線路工作中的操作方法有缺陷相關。因此，相關主管部門應加強對技術人員的管理與訓練，提高他們的專業(yè)水平。

2.3 多點接地方面

二次回路中存在多點接地的問題，使得中性線的電壓出現(xiàn)偏壓，可能出現(xiàn)相電壓升高和降低的情況，但是在三相電壓平衡中難以及時發(fā)現(xiàn)，需要強化系統(tǒng)故障的改進和優(yōu)化。當相電壓升高時，若線路出現(xiàn)正方向的故障，電壓偏移和方向元件在判別時存在的難度較低，保護繼電器時能有效地確保其運行的可靠性和穩(wěn)定性。但是如果是反方向的故障，若整定值和電壓值出現(xiàn)偏移變化，就可能使得接地距離和繼電器以及工頻變化量的繼電器出現(xiàn)誤判，進而出現(xiàn)錯誤動作。而就相電壓降低而言，若線路出現(xiàn)正方向的故障，當接地點之間存在抗阻，不會出現(xiàn)偏移電壓較小，此時繼電器可以正常工作。但是出現(xiàn)反向故障之后，即便是接地距離的繼電器和工頻變化量繼電器沒有誤判和誤動，也可能在零序功率方向的繼電器出現(xiàn)誤判。

3 二次回路隱患排查方法

3.1 調試排查法

調試排查法是設備在不穩(wěn)定狀態(tài)下進行故障診斷的一種重要手段，它可以根據(jù)設備的工作特點，對設備的各種故障進行分析，并將其作為設備的調試和檢查指標。該方法易于掌握，具有很好的針對性，而且分析的結果也比較準確，因此受到了大家的認同。在二次回路的安全檢查中，可以采用這種方式，對每一個潛在的危險進行檢查[2]。

3.1.1 常規(guī)變電站調試排查

針對電纜的調試和排查，采取分段計量的方法進行測試，既能降低檢查工作量，又能確保檢查結果的準確性。對AB段電纜進行檢測，將其連接到電阻器上，測量該線的兩端阻值是否為0。如果為0，則視為該線纜有故障，此時斷開；若不是0，則視為該線纜工作正常。在電纜故障時，通過減小測量距離、消除非零點，最終鎖定故障部位，發(fā)現(xiàn)安全隱患。對閉鎖電路進行調試和排查，并對隔離回路進行檢測，并采取與電纜調試檢查相同的方式，對各回路進行調試和檢查。在檢查時，必須將閘門關閉，以完成多個回路的檢查。對控制開關和閘門進行檢查，并對其連接和斷開的線路進行檢查。通過改變開關和水閘的位置，可以檢測出流經(jīng)其線路的電流，以確定設備有無異常。

3.1.2 智能變電站調試排查

類似于電纜檢查，逐一檢查每一部分，找出問題所在，并及時進行維修。對于智能終端的調試，在輸入端，采用非參數(shù)作為變量，對每個變量的操作區(qū)間進行了調試。其他參數(shù)在調試期間不發(fā)生變化，若變量能夠在安全范圍內正常工作，說明與此參數(shù)有關的終端控制裝置沒有任何危險；反之，則視為智能控制終端存在安全問題，必須及時更換或維修。為了檢查設備的調試，在連接二次回路前，由控制器對每一臺設備進行測試。若設備性能正常，則視為安全；否則，設備無法正常工作，有回路故障。在對控制單元進行調試和排查時，主要采用硬件電路測試，通過使用萬用表等設備，逐個檢查各單元的焊接和線路布置，以保證控制單元能夠根據(jù)預定的控制要求，有效地控制二次循環(huán)的運行。按照以上方案進行了調試，確認無誤后方能正式投入運行，從而防止了二次回路的安全隱患。

3.2 檢修排查法

這種方法是為了解決二次回路短路等問題，在變電站發(fā)生故障后進行檢查和維修。根據(jù)以往的工作經(jīng)驗，找到問題的源頭，通過確認找到問題所在，然后使用維修設備對故障進行處理。針對不同的檢修變電站進行不同的檢修排查。

3.2.1 常規(guī)變電站檢修排查

傳統(tǒng)變電站由變壓器、電纜、AC輸入組件、CPU、斷路器、開入開出部件、 AC輸入部件、人機交互部件以及A/D變換部件等組成。一般情況下，通過二次回路的異常特征，判斷出故障的位置，然后通過檢查裝置，找出故障的部位，確定設備和線路，然后按照維修的程序，對故障的原因進行分析，并進行相應的處理[3]。

3.2.2 智能變電站檢修排查

與傳統(tǒng)的變電站相比，智能化變電站能引入更多的智能化設備。它加入了智能終端，能夠從終端讀出二次回路的各種參數(shù)，根據(jù)數(shù)據(jù)的變化來判斷是否有安全隱患，并根據(jù)判斷的結果進行維修，可以極大程度地減少安全事故的發(fā)生。針對這種類型的變電站二次回路檢修，建立了一個目標函數(shù)，根據(jù)功能的變化給出判定結果，確定各裝置的運行狀況有無異常。在實際操作中，根據(jù)智能終端的分析，對特定的設備和線路進行細致的檢查，獲得詳細的危險信息，并根據(jù)維修流程進行維修。

4 變電站繼電保護二次回路隱患排查對策

4.1 完整的接線

在日常的變電站中經(jīng)常會發(fā)生電流互感器（Current Transformer，CT）回路質量問題、電壓互感器（Potential Transformer，PT）回路斷線等問題，從而造成二次回路的安全問題，一旦發(fā)生故障，就會面臨停機、退出保護等問題。維修時要加強對 PT回路短接現(xiàn)象的重視，力求對 CT的品質進行嚴格的控制，尤其是在具體操作中，要對 PT回路的出線、斷線進行檢驗，并按二次回路的設計圖紙逐一查找、逐一排除。與二次回路的設計圖紙結合，對 PT三次接線、二次刀閘、一次熔斷器的安裝和接觸進行檢查，以徹底消除二次回路中的各類安全隱患。同時，在 CT的選擇上，工作人員要做好大量的調查工作，做好實驗和檢查，以保證 CT的質量。在此基礎上，還要定期對 CT回路進行校驗，以強化 CT循環(huán)，確保二次循環(huán)的全面檢查，并適當?shù)亟Y合有關的歷史資料，進行進一步的檢驗。另外，要注重設備保養(yǎng)，定期進行各種檢查和保養(yǎng)，盡量避免和防止人為因素造成的危險[4]。

4.2 切實加強多CPU容錯技術的應用

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，對電能的需求與日俱增，對二次回路安全隱患的排查也越來越嚴格。為使繼電器二次回路的安全隱患能夠得到及時的檢測，采用CPU的容錯技術是非常有必要的。在 CPU容錯技術的應用中，它能夠實時監(jiān)測各類硬件的工作狀態(tài)，并利用多種傳感器對二次回路的各類電氣設備的工作狀況進行實時監(jiān)測。當出現(xiàn)異常時，能夠及時向有關部門報告。在采用 CPU技術進行二次回路的控制時，要注意數(shù)據(jù)的共享，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。

4.3 制定嚴格的二次回路隱患排查制度

在對變電站二次回路進行隱患排查時，要制訂出一套合理的檢查方案，并在實際工作中建立一套科學的檢測體系，對存在的問題進行整改。在進行檢查時，要嚴格遵守檢查制度的規(guī)定，確保各項隱患的排查工作都能做好，同時還要對工作人員的工作進行考核，提高工作人員的工作責任心，能夠及時發(fā)現(xiàn)各種問題。在進行隱患排查時，可以采取多種方式。為了確保調查工作的及時、準確，必須對二次回路的各類安全問題給予充分的關注，并采用多種不同的方式進行檢查。二次回路的工作環(huán)境不同，所產(chǎn)生的各種安全風險問題也各不相同。

要使電力系統(tǒng)安全可靠的工作，就必須合理地選取安全隱患的排查方式。排除法是一種常用的維修方法，它可以對故障進行逐個檢查，及時準確地定位故障所在，及時排除故障，確保設備的正常工作。在進行問題排查時，要根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，認真仔細地檢查每一個部件，發(fā)現(xiàn)問題，加以處理。

4.4 運行環(huán)境優(yōu)化

環(huán)境決定了電力系統(tǒng)的正常運轉。要盡量消除二次回路的隱患，就必須盡量改善操作環(huán)境。在進行安全隱患檢查時，員工要對二次回路有一個比較清楚的了解，清楚它在維護中的功能和作用，能及時地維修和更換設備，調整各個工作裝置的關系，保證系統(tǒng)的正常運轉。同時，工作人員應充分考慮各種因素，使其能夠最大限度地改善和優(yōu)化主要的操作環(huán)境，使其能夠正常運轉[5]。

4.5 采取多元化的方法

由于二次保護系統(tǒng)在不同的工作環(huán)境中，其安全隱患也是不同的，因此在進行隱患排查時，要采取有效措施，深入到事故現(xiàn)場進行隱患排查，盡量使隱患排查達到最優(yōu)。加強各種方法的運用，特別是要根據(jù)工程實際，強化隱患分析。通常情況下，排除法是最常用的一種，它可以通過對各種故障進行逐一的分析和仿真，從而發(fā)現(xiàn)問題所在，并進行相應的改進。另外，在平時的工作中，要加強設備的保養(yǎng)，嚴格按設計圖紙來確定其操作方案，最大限度地保證隱患的消除和安全。

5 繼電保護二次回路維護檢修的方法

5.1 電流檢修法

在差動保護裝置中，CT是關鍵設備，同時也是構成差動保護模式的重要因素。在對電流互感器進行安裝使用過程中，需要對它的具體型號進行合理選擇，保證型號、規(guī)格的合理無誤。一般來說，最好是采用差動保護專用的D級別CT。同時在經(jīng)過保護裝置外圍的穩(wěn)態(tài)短路電流時，在電流值達到最大后把差動保護回路的二次負荷控制在10%范圍內，不能超出這一范圍。

5.2 負荷檢修法

在變壓器工作時，負載過大也會對其造成影響，即超負荷工作，從而縮短其工作壽命。差動保護在運行時應嚴格控制電流互感器的負載，根據(jù)實際工作需求，適當減小其勵磁電流。另外，減少二次負載的常用方法有優(yōu)先選用弱電控制的變壓器，并定期檢查變壓器的工作和操作狀況，以保證變壓器的正常工作。

5.3 質量檢修法

當前電力市場中，CT的產(chǎn)品種類有很多種，不同的類型所適用的范圍也不同，在具體選擇時需要結合系統(tǒng)的保護方式來確定，根據(jù)保護裝置來選擇。對于測電流過大的繼電保護裝置來說，在進行差動保護過程中，會導致CT的飽和難度進一步增大，也就提高了差動保護裝置的工作性能。一般來說，這種互感器的勵磁電流是非常小的，基于它的這種特性，對于失衡電流也可以起到很好的控制作用。

6 結 論

隨著我國電力工業(yè)的迅速發(fā)展，必須加強對二次回路的保護設備的改造與研究。為了促進電力企業(yè)的發(fā)展，必須對二次回路進行深入研究，分析二次回路的故障，以便在發(fā)現(xiàn)故障后及時做出判斷，并采取相應的對策。