變電站繼電保護(hù)二次回路維護(hù)與檢修技術(shù)

紀(jì)振東 高鵬

國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司鹽城市大豐區(qū)供電分公司 江蘇 鹽城 224100

引言

為加快對(duì)供電系統(tǒng)的優(yōu)化升級(jí)改造，電氣二次回路必須在長(zhǎng)期使用的過(guò)程中保障動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)電的正常運(yùn)行，為供電系統(tǒng)工作提供保障。電氣二次回路通常分為保護(hù)回路、控制回路、通信回路和檢測(cè)電路等。一旦電氣二次回路出現(xiàn)了故障問(wèn)題，則勢(shì)必會(huì)引起整個(gè)供電系統(tǒng)的故障問(wèn)題。所以，要有效維護(hù)供電的安全性，就要高度重視對(duì)電力二次回路問(wèn)題的分析，并根據(jù)出現(xiàn)的問(wèn)題情況進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)防措施[1]。近年來(lái)，隨著中國(guó)電氣化基礎(chǔ)建設(shè)裝置的規(guī)模日益擴(kuò)大，對(duì)電網(wǎng)的依賴性不斷加強(qiáng)，同時(shí)也極大地推動(dòng)了中國(guó)電力系統(tǒng)運(yùn)行的進(jìn)一步發(fā)展。在動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)用過(guò)程中，由于繼電保護(hù)或二次電路故障而導(dǎo)致的各種故障，也越來(lái)越受到關(guān)注。

1 繼電保護(hù)二次回路概述

由于電力系統(tǒng)在發(fā)生故障后，很容易導(dǎo)致電流電壓出現(xiàn)較大的變化，從而進(jìn)一步給周邊的電氣設(shè)備帶來(lái)不良的影響。因此需要繼電保護(hù)裝置具有良好的速動(dòng)性、靈敏性及可靠性，使其在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，能夠及時(shí)切除故障線路或者設(shè)備，減少電力系統(tǒng)、設(shè)備在大電流低電壓中的運(yùn)行時(shí)間，使電力系統(tǒng)的可靠性得到有效提升。通常情況下繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間需要保持在0.04~0.08s以內(nèi)，根據(jù)不同的.需求，可以將響應(yīng)速度提升到0.02~0.06s以內(nèi)。而其在運(yùn)行的過(guò)程中誤動(dòng)作或者拒動(dòng)作，都容易造成較大的影響，為此需要保證繼電器回路具有較高的安全性與可靠性。繼電保護(hù)二次回路通過(guò)將二次設(shè)備進(jìn)行相互連接，使其能夠?qū)σ淮卧O(shè)備的工作情況進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)，通過(guò)及時(shí)反饋一次設(shè)備的工作情況，可以及時(shí)對(duì)異常和故障現(xiàn)象進(jìn)行有效的控制和保護(hù)。但同時(shí)，繼電保護(hù)二次回路的接線較為復(fù)雜，回路的隱蔽性較高，很多缺陷直到電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)才可能被觀測(cè)到，也對(duì)繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行帶來(lái)了不良的影響。因此，相關(guān)人員需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)繼電保護(hù)二次回路常見(jiàn)缺陷的充分研究，了解缺陷的具體情況，并采取有效的措施進(jìn)行全面控制，以提升繼電保護(hù)二次回路的可靠性。

2 二次回路檢測(cè)的重要性

繼電保護(hù)相關(guān)二次回路的在線狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)在電路中的作用有以下幾個(gè)方面：①繼電保護(hù)相關(guān)二次回路的在線狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)能夠增加電網(wǎng)的可靠性，供電企業(yè)在定時(shí)定期地對(duì)裝置進(jìn)行在線狀態(tài)檢測(cè)，并通過(guò)在檢測(cè)的過(guò)程中存在的故障或者是異常情況進(jìn)行分析，有助于工作人員及時(shí)地對(duì)故障進(jìn)行處理，保證電路的安全性和穩(wěn)定性。②在線狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)是可以在繼電保護(hù)裝置下能夠?qū)崿F(xiàn)超速的運(yùn)轉(zhuǎn)，并且在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，工作人員在發(fā)現(xiàn)故障處理問(wèn)題時(shí)，其計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠有效保護(hù)電路，從而實(shí)現(xiàn)二次回路安全的目的。③繼電保護(hù)相關(guān)二次回路在線狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)能夠有效提升整個(gè)繼電保護(hù)裝置的保護(hù)質(zhì)量，并且通過(guò)對(duì)二次回路進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)異常并進(jìn)行處理，這就極大地方便了裝置的平穩(wěn)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)二次回路的效率的提升。

3 繼電保護(hù)二次回路故障

3.1 二次電路故障

在電氣二次回路中，電流互感器故障問(wèn)題常常會(huì)出現(xiàn)，其內(nèi)部元件線頭和端子常常會(huì)發(fā)生放電和打火等不良問(wèn)題[2]。若在電流互感器二次電路故障問(wèn)題檢查的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了在電流互感器電路中存在著二次開(kāi)路的不良問(wèn)題，則應(yīng)采取相應(yīng)措施對(duì)電流回路故障發(fā)生區(qū)域做出正確評(píng)估，并考察它對(duì)相應(yīng)的設(shè)備維護(hù)管理工作會(huì)不會(huì)形成某種影響，同時(shí)務(wù)必要及時(shí)地向有關(guān)部門(mén)做好調(diào)度報(bào)告，以盡量避免保護(hù)設(shè)備誤動(dòng)的不良現(xiàn)象發(fā)生。由于電力系統(tǒng)設(shè)備誤操作事件所產(chǎn)生的影響因素，一般主要是由于交流配電回路中中性線斷開(kāi)，而此類(lèi)問(wèn)題的出現(xiàn)又無(wú)法使設(shè)備的三相電流或者三相電壓出現(xiàn)異常的狀況，所以相關(guān)的報(bào)警裝置也就無(wú)法做出有效報(bào)警反應(yīng)，因此此類(lèi)的故障問(wèn)題就相對(duì)較為隱蔽。所以，應(yīng)該注意零序電流分量回路，因?yàn)橐坏┲行跃€斷開(kāi)就會(huì)導(dǎo)致零序電流分量斷開(kāi)，在這個(gè)狀況時(shí)會(huì)導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)此類(lèi)問(wèn)題的預(yù)防。

3.2 電壓互感回路缺陷

當(dāng)電壓互感器出現(xiàn)回路斷線時(shí)，部分繼電保護(hù)設(shè)備無(wú)法正常工作。同時(shí)，二次計(jì)量監(jiān)測(cè)回路也無(wú)法監(jiān)測(cè)一次設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，從而使繼電保護(hù)失去效用，無(wú)法對(duì)一次設(shè)備出現(xiàn)的故障做出及時(shí)的保護(hù)處置。另外，互感回路存在多點(diǎn)接地的情況下，也會(huì)導(dǎo)致相關(guān)問(wèn)題的產(chǎn)生。例如在開(kāi)關(guān)柜出廠時(shí)，二次中性線回路的接地點(diǎn)需要與開(kāi)關(guān)柜柜體進(jìn)行連接，并在安裝的過(guò)程中與控制室、接地網(wǎng)進(jìn)行連接，從而導(dǎo)致多點(diǎn)接地缺陷的出現(xiàn)。另一方面，在發(fā)電廠站改造的過(guò)程中，由于人為疏忽等因素的影響，導(dǎo)致電壓互感回路的二次中性線接地點(diǎn)接錯(cuò)，也會(huì)引起相關(guān)缺陷的產(chǎn)生。同時(shí)，在電壓互感器進(jìn)行繞組施工的過(guò)程中，施工人員的技術(shù)能力不足，很容易造成電壓互感器繞組的多點(diǎn)接地缺陷。而在設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行的過(guò)程中，由于擊穿的作用，也有可能引起電壓互感回路多點(diǎn)接地現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3.3 電源故障

繼電保護(hù)二次回路裝置運(yùn)行期間，主要以變電站直流或交流電源系統(tǒng)進(jìn)行供電，保障裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。直流電與交流電在供電期間需要適當(dāng)轉(zhuǎn)換電源，確保電源滿足繼電保護(hù)二次回路裝置中電子元件運(yùn)行的用電需求，充分發(fā)揮對(duì)電力系統(tǒng)的保護(hù)作用。電源系統(tǒng)運(yùn)行期間需要配置電流保護(hù)與過(guò)電壓保護(hù)，若發(fā)生故障，可在保護(hù)裝置的作用下及時(shí)切斷電源，只有電源系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位或人工復(fù)位后，電源系統(tǒng)才能繼續(xù)供電。若繼電保護(hù)電源中斷，繼電保護(hù)裝置失效，將會(huì)出現(xiàn)電源指示燈異常等問(wèn)題，這種現(xiàn)象多是電源問(wèn)題造成的，供電不穩(wěn)以至于繼電保護(hù)二次回路裝置運(yùn)行穩(wěn)定性下降，使得電力系統(tǒng)自動(dòng)閉鎖，并向?qū)?cè)回路發(fā)出閉鎖信號(hào)，避免發(fā)生更加嚴(yán)重的事故。

3.4 相電壓影響

在二次回路裝置中，若其相電壓出現(xiàn)偏移，對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)能否順利運(yùn)行有直接作用，一般主要包括下述幾點(diǎn)內(nèi)容[3]：①在二次回路中電壓值比正常電壓值要高出許多時(shí)，其中的電路頻率就會(huì)有出現(xiàn)誤差的可能，所以沒(méi)有辦法準(zhǔn)確把控繼電保護(hù)系統(tǒng)與接地距離，如果掌控錯(cuò)誤，二次回路裝置中可能會(huì)留下許多安全隱患。②若二次回路的相電壓小于常規(guī)電壓范圍，那么繼電保護(hù)系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)抗阻接地點(diǎn)的情況，對(duì)判斷繼電器是否處于正常運(yùn)行狀態(tài)也會(huì)造成影響，導(dǎo)致許多問(wèn)題可能會(huì)無(wú)法被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)安全問(wèn)題。

4 繼電保護(hù)二次回路維護(hù)和檢修技術(shù)要點(diǎn)

4.1 進(jìn)行雙重檢查和記錄

重視設(shè)備的二次電流保護(hù)電路故障，全面跟進(jìn)維護(hù)、修復(fù)計(jì)劃文件和修復(fù)細(xì)節(jié)，并做好記錄。維護(hù)和跟蹤工作主要包括：及時(shí)、全面地發(fā)現(xiàn)和跟蹤存在缺陷的設(shè)備質(zhì)量問(wèn)題，定期對(duì)設(shè)備維護(hù)工作進(jìn)行跟蹤，及時(shí)分析設(shè)備運(yùn)行中的質(zhì)量問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上，提出預(yù)防和改進(jìn)措施，確保設(shè)備能夠正常穩(wěn)定地運(yùn)行。定期進(jìn)行設(shè)備維護(hù)和保養(yǎng)，對(duì)電路設(shè)備本身的防銹和安全工作質(zhì)量進(jìn)行二次檢查和保護(hù)，檢查設(shè)備內(nèi)部機(jī)械部件表面的相對(duì)接觸磨損和嚴(yán)重氧化現(xiàn)象，觀察設(shè)備故障，做好機(jī)器零件表面之間的防銹潤(rùn)滑維護(hù)系統(tǒng)工作，并進(jìn)行安全檢查和通風(fēng)。對(duì)電氣設(shè)備周?chē)膮^(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，減少二次電氣故障的發(fā)生頻率。在日常維護(hù)過(guò)程中，要特別關(guān)注電氣試驗(yàn)和絕緣電阻檢測(cè)結(jié)果是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。在實(shí)際應(yīng)用中要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試人員技術(shù)操作培訓(xùn)，提高實(shí)際操作能力。此外，應(yīng)注意電氣測(cè)試設(shè)備，并對(duì)其進(jìn)行定期維護(hù)和清潔。

4.2 交流回路技術(shù)

要實(shí)施在線監(jiān)測(cè)二次回路交流量，系統(tǒng)需要將網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄裝置與繼電保護(hù)設(shè)備采集的交流量進(jìn)行比對(duì)分析。分析過(guò)程可按照下述方針操作[4]。①將繼電保護(hù)設(shè)備通過(guò)通信系統(tǒng)上傳的雙AD采樣值與兩套雙重化保護(hù)的采樣值進(jìn)行分析，如果差值沒(méi)有越限，而且繼電保護(hù)裝置采樣結(jié)果也并未出現(xiàn)異常，則表明交流二次回路沒(méi)有出現(xiàn)故障情況。②如果差值越限但是繼電保護(hù)裝置還是沒(méi)有出現(xiàn)警示情況，說(shuō)明其中最少有一套繼電保護(hù)的交流回路有故障，還需要出示具體的詳情。將網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄裝置中的SV與繼電保護(hù)裝置運(yùn)用通信系統(tǒng)上傳的采樣值互相比較，如果最大差值沒(méi)有越限，并且二者都沒(méi)有發(fā)出SV斷開(kāi)連接的警示，說(shuō)明SV二次采樣回路也沒(méi)有出現(xiàn)異常。若繼電保護(hù)采樣無(wú)異常，但是控制裝置和保護(hù)設(shè)備間的采樣差值出現(xiàn)了越限的情況，說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄裝置的采樣出現(xiàn)了異常情況，需要將具體詳情進(jìn)行上報(bào)。

4.3 排查回路故障

排查回路故障期間，需要詳細(xì)檢查電源系統(tǒng)，包括熔斷器、電壓情況是否正常，之后排查交流電輸入裝置，如變壓器、直流電及各支路輸出情況，排查絕緣裝置狀態(tài)等，最后，檢查回路電容儲(chǔ)量情況，確保無(wú)異?，F(xiàn)象。若操作部分出現(xiàn)回路異常時(shí)，經(jīng)常會(huì)發(fā)生斷路器誤動(dòng)或拒動(dòng)的現(xiàn)象，需要重點(diǎn)關(guān)注保護(hù)裝置、開(kāi)關(guān)以及繼電器的接點(diǎn)、配線與線圈等環(huán)節(jié)。同時(shí)，實(shí)際檢查期間需要注意排查操作規(guī)范避免影響其他回路的正常運(yùn)行，在裝置圖紙的指導(dǎo)下，逐級(jí)排查并分析每一部分元件的問(wèn)題，確保明確故障成因。完成回路故障排查工作后，需要對(duì)回路進(jìn)行整組測(cè)試，確認(rèn)繼電保護(hù)二次回路裝置運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定后，再正常供電。除此之外，如果具備條件，需進(jìn)行回路模擬試驗(yàn)，明確掌握裝置正常運(yùn)行狀態(tài)下各項(xiàng)參數(shù)信息，加強(qiáng)回路故障排查工作的準(zhǔn)確性。

4.4 電流互感回路處理

首先，在對(duì)電流互感回路進(jìn)行處理的過(guò)程中，需要確保電流互感器的質(zhì)量。在選擇電流互感器時(shí)，需要對(duì)廠家的資質(zhì)進(jìn)行審查，并在安裝前對(duì)電流互感器的工作效果進(jìn)行檢查，從而避免相關(guān)問(wèn)題的出現(xiàn)；其次，需要確保電流互感器端子的質(zhì)量，一方面需要采用質(zhì)量較好的電流互感器端子，確保其質(zhì)量符合實(shí)際需求。另一方面則需要在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量電流互感器電阻的過(guò)程中，全面檢查電流互感器的連片接觸情況，從而提升其可靠性。此外，在定期校驗(yàn)的過(guò)程中，需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的維護(hù)和檢查，不但需要全面檢查電流互感回路中的電阻和絕緣狀況，還需要根據(jù)告警信息建立定期維護(hù)檢查制度，對(duì)設(shè)備的工作情況進(jìn)行全面的檢查。同時(shí)，還需要建立嚴(yán)格的操作和維護(hù)監(jiān)督責(zé)任制度，盡量減少人為事故的發(fā)生；最后，電流互感器回路應(yīng)當(dāng)保持一點(diǎn)接地，并在安裝和檢查的過(guò)程中檢查其接地情況。

4.5 絕緣檢查

首先應(yīng)該了解，電廠繼電保護(hù)二次回路中的電氣設(shè)備通常都是安裝于戶外，而這些電氣設(shè)備在外界各種因素的共同作用下，其絕緣性能很快就會(huì)改變。例如：某電廠繼電保護(hù)系列在二次回路改造成功后，由于安裝環(huán)境不合理而出現(xiàn)的直流接地問(wèn)題，后來(lái)人們?cè)趯?duì)該二次回路中的部分電氣設(shè)備進(jìn)行了絕緣測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，其絕緣性能比較之前就明顯下降了。所以，電廠的工作人員應(yīng)做好對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)二次電路的檢測(cè)，并定時(shí)檢查二次電路以及相關(guān)電氣設(shè)備的絕緣性能，從而確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

5 結(jié)束語(yǔ)

變電站中的繼電保護(hù)裝置，在整體電力系統(tǒng)中處于核心地位，直接決定電力系統(tǒng)安全平穩(wěn)運(yùn)行，所以，二次回路必須要定期進(jìn)行檢查并解決其中存在的安全隱患，對(duì)于提高繼電保護(hù)裝置安全且可靠的運(yùn)行有顯著的提升作用。如果想要減少繼電保護(hù)中二次回路的隱患，維修人員需要將其風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行充分的排查，將隱患在源頭進(jìn)行治理，選用科學(xué)合理的措施進(jìn)行排查。