特高壓變電站二次回路異常分析與安全運(yùn)行保障研究

王偉鵬

（國(guó)網(wǎng)山東省電力公司超高壓公司，山東 濟(jì)南 250118）

0 引 言

在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，特高壓變電站扮演著關(guān)鍵角色，能夠?qū)崿F(xiàn)電能的高效輸送和分配，確保電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。其中，二次回路作為特高壓變電站的一個(gè)重要組成部分，連接各種保護(hù)裝置、儀表以及控制裝置[1]。正常運(yùn)行的二次回路有助于保障電力系統(tǒng)的安全、可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，而二次回路的任何異常，如繼電保護(hù)誤動(dòng)或失靈、儀表指示錯(cuò)誤等，都可能導(dǎo)致整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行出現(xiàn)嚴(yán)重問(wèn)題，甚至觸發(fā)大規(guī)模停電。隨著電力系統(tǒng)復(fù)雜性的增加，特高壓變電站二次回路的故障和難題逐漸顯現(xiàn)，需要深入展開(kāi)針對(duì)此類問(wèn)題的探討，尋求解決之道。

1 特高壓變電站二次回路的作用與重要性

1.1 特高壓變電站二次回路的作用

特高壓變電站二次回路是電力系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，起到傳遞和處理信息的作用。其基本結(jié)構(gòu)主要包括控制設(shè)備、保護(hù)設(shè)備、計(jì)量裝置以及連接它們的電纜。二次回路的主要功能體現(xiàn)在以下3個(gè)方面。一是為變電設(shè)備提供控制和保護(hù)信號(hào)，如斷路器的分合閘指令，過(guò)電流、短路等保護(hù)指令；二是收集電氣參數(shù)，如電流、電壓、功率、頻率等，為運(yùn)行控制和優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持；三是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化設(shè)備的控制和通信，以提高電力系統(tǒng)的操作效率與安全性。常見(jiàn)的二次回路類型包括保護(hù)回路、計(jì)量回路以及控制回路，各自擁有獨(dú)特的功能和特性，共同保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

1.2 特高壓變電站二次回路的重要性

特高壓變電站二次回路是電力系統(tǒng)的“神經(jīng)中樞”，通過(guò)它變電站內(nèi)部的設(shè)備可以得到有效的控制和保護(hù)。任何電力設(shè)備的運(yùn)行異?；蚬收?，都會(huì)在二次回路中生成相應(yīng)的保護(hù)指令，以防止故障擴(kuò)大或者導(dǎo)致其他設(shè)備的損壞。二次回路通過(guò)收集電力系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，如電壓、電流、功率等，為運(yùn)行人員提供準(zhǔn)確的信息，從而使他們可以對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行有效的管理和控制?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)中的自動(dòng)化設(shè)備，如自動(dòng)開(kāi)關(guān)、自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)等，需要通過(guò)二次回路來(lái)實(shí)現(xiàn)其控制和通信功能。通過(guò)二次回路的優(yōu)化和管理，可以降低故障發(fā)生的可能性，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從而提升整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。因此，特高壓變電站二次回路對(duì)于整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全運(yùn)行具有重要作用。

2 特高壓變電站二次回路的異常分析與處理

2.1 特高壓變電站二次回路的常見(jiàn)異常

特高壓變電站二次回路的常見(jiàn)異常主要可以分為以下幾類。一是電氣故障，包括短路故障和斷路故障。短路故障通常由于電纜絕緣老化、磨損或外力損傷引發(fā)，可能會(huì)造成回路內(nèi)電流突然增大，導(dǎo)致電氣設(shè)備過(guò)熱甚至損壞；斷路故障可能由于電纜斷裂、接觸不良等問(wèn)題引發(fā)，導(dǎo)致二次回路中的某一部分或全部電流無(wú)法正常流動(dòng)。二是儀表故障，包括儀表指示錯(cuò)誤或者儀表失靈。儀表是二次回路的重要組成部分，通過(guò)它可以讀取電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。如果儀表發(fā)生故障，則可能會(huì)給運(yùn)行人員傳遞錯(cuò)誤的信息，影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行控制。三是繼電器保護(hù)故障。繼電器是二次回路的關(guān)鍵組件，主要負(fù)責(zé)電力系統(tǒng)的保護(hù)功能。如果繼電器不能正確動(dòng)作，或者在沒(méi)有故障的情況下誤動(dòng)，則會(huì)影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。四是通信故障?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)廣泛使用遠(yuǎn)程控制和自動(dòng)化設(shè)備，通過(guò)二次回路實(shí)現(xiàn)信息的傳輸。如果二次回路的通信功能出現(xiàn)問(wèn)題，則會(huì)影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行控制和管理。對(duì)于這些常見(jiàn)的異常情況，需要進(jìn)行深入的分析和研究，找出其產(chǎn)生的原因，并采取有效的預(yù)防和處理措施，以保障特高壓變電站二次回路的正常運(yùn)行。

2.2 二次回路異常的識(shí)別與分析

為確保特高壓變電站的安全運(yùn)行，二次回路異常的準(zhǔn)確識(shí)別與分析是不可或缺的環(huán)節(jié)。結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以深入了解其識(shí)別與分析過(guò)程，需要對(duì)二次回路的關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，主要包括電流、電壓以及頻率。故障信號(hào)的檢測(cè)與識(shí)別結(jié)果如表1所示。

表1 故障信號(hào)的檢測(cè)與識(shí)別

從表1中的數(shù)據(jù)可以觀察到：在t2時(shí)，電流增大至500 A，可能為短路故障；在t3時(shí)，電流突變?yōu)?，可能為斷路故障。對(duì)于每一個(gè)故障信號(hào)都需要進(jìn)行進(jìn)一步的原因分析。這不僅包括設(shè)備的物理狀態(tài)檢查，如電纜絕緣情況、接頭接觸質(zhì)量，還要考慮系統(tǒng)的運(yùn)行記錄和負(fù)載情況。一旦發(fā)現(xiàn)故障信號(hào)和確定了故障原因，就要評(píng)估該故障可能帶來(lái)的影響，包括可能造成的設(shè)備損壞、供電影響等。一個(gè)主要的二次回路故障可能導(dǎo)致整個(gè)供電區(qū)域的停電。

2.3 二次回路異常的處理與糾正

處理和糾正特高壓變電站二次回路異常是確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要任務(wù)。當(dāng)二次回路發(fā)生異常時(shí)，要采取緊急措施，防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大。例如：如果發(fā)生短路故障，則可以立即切斷故障電纜的電源；如果發(fā)生繼電器誤動(dòng)，則可以立即進(jìn)行人工復(fù)位等[2]。緊急處理后，還需要找出故障的根本原因，并采取措施徹底解決。例如：如果是由于電纜絕緣老化導(dǎo)致的短路，則需要更換新的電纜；如果是由于繼電器設(shè)置不當(dāng)導(dǎo)致的誤動(dòng)，則需要重新設(shè)置繼電器等。處理完故障后，還需要對(duì)二次回路進(jìn)行恢復(fù)和優(yōu)化。例如：需要檢查和測(cè)試所有的設(shè)備，以確保它們的正常運(yùn)行；需要對(duì)二次回路進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，以提高其運(yùn)行效率和可靠性。通過(guò)上述步驟，可以有效處理和糾正二次回路的異常，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全運(yùn)行。

3 特高壓變電站二次回路安全運(yùn)行保障措施

3.1 預(yù)防性維護(hù)與檢查

保障特高壓變電站二次回路的安全運(yùn)行，需要從預(yù)防性維護(hù)和檢查的角度出發(fā)。定期進(jìn)行二次回路的維護(hù)是保障其穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，包括但不限于清理設(shè)備上的灰塵、檢查連接線的牢固度、檢測(cè)設(shè)備的工作性能等。除了常規(guī)的維護(hù)工作，還需要進(jìn)行預(yù)防性的檢查，如電纜的絕緣測(cè)試、接觸部位的熱成像檢測(cè)以及保護(hù)裝置和控制裝置的功能測(cè)試等。對(duì)二次回路中設(shè)備的使用壽命進(jìn)行科學(xué)管理也是保障其安全運(yùn)行的重要手段。應(yīng)定期評(píng)估設(shè)備的剩余壽命，及時(shí)進(jìn)行更換，以防止發(fā)生由設(shè)備老化引發(fā)的故障。此外，電力系統(tǒng)技術(shù)在不斷發(fā)展，應(yīng)關(guān)注并采用新的技術(shù)和方法來(lái)提高二次回路的運(yùn)行性能與可靠性。例如，利用智能診斷技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)二次回路的實(shí)時(shí)監(jiān)控，大大提高了故障檢測(cè)和處理的效率。通過(guò)以上方法，可以有效保障特高壓變電站二次回路的穩(wěn)定和安全運(yùn)行，從而確保整個(gè)電力系統(tǒng)的高效運(yùn)行。

3.2 繼電保護(hù)與自動(dòng)化設(shè)備的使用

繼電保護(hù)和自動(dòng)化設(shè)備在保障特高壓變電站二次回路的安全運(yùn)行中起著關(guān)鍵作用。繼電器是保護(hù)電力系統(tǒng)免受過(guò)電流、短路等故障影響的關(guān)鍵設(shè)備，需要根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，合理設(shè)置繼電保護(hù)裝置的參數(shù)，如故障檢測(cè)靈敏度、保護(hù)動(dòng)作延時(shí)等?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)中廣泛使用的自動(dòng)化設(shè)備可以實(shí)時(shí)收集和分析二次回路的運(yùn)行數(shù)據(jù)，如電流、電壓、頻率等。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控可以快速發(fā)現(xiàn)二次回路中的異常情況，并進(jìn)行及時(shí)處理。通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)，可以建立二次回路的故障診斷和預(yù)警系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到可能的故障或異常情況時(shí)，可以自動(dòng)發(fā)出預(yù)警信息，幫助運(yùn)行人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理問(wèn)題。自動(dòng)化設(shè)備是保障二次回路安全運(yùn)行的關(guān)鍵，因此需要關(guān)注并不斷提升其穩(wěn)定性和可靠性[3]。這包括選擇高質(zhì)量的設(shè)備、進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)備測(cè)試以及定期的設(shè)備維護(hù)等。通過(guò)優(yōu)化繼電保護(hù)設(shè)置，利用自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，建立故障診斷和預(yù)警系統(tǒng)，提升自動(dòng)化設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性，有效保障特高壓變電站二次回路的安全運(yùn)行。

3.3 員工培訓(xùn)與安全文化建設(shè)

員工培訓(xùn)和安全文化建設(shè)是確保特高壓變電站二次回路安全運(yùn)行的基礎(chǔ)。公司應(yīng)建立以安全為核心的企業(yè)文化，強(qiáng)調(diào)安全是每個(gè)員工的責(zé)任。所有參與特高壓變電站運(yùn)維的員工都應(yīng)接受系統(tǒng)的技術(shù)培訓(xùn)和安全培訓(xùn)。技術(shù)培訓(xùn)應(yīng)包括二次回路的基本知識(shí)、設(shè)備操作方法、故障處理流程等；安全培訓(xùn)應(yīng)包括安全規(guī)程、應(yīng)急處理方法、個(gè)人防護(hù)設(shè)備的使用等[4]。電力系統(tǒng)技術(shù)和設(shè)備在不斷更新與發(fā)展，公司應(yīng)鼓勵(lì)員工持續(xù)學(xué)習(xí)，跟上技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)應(yīng)鼓勵(lì)員工積極反饋現(xiàn)場(chǎng)的問(wèn)題和建議，不斷改進(jìn)工作方法，提高工作效率和安全水平。通過(guò)這些措施，可以提高員工的技能和安全意識(shí)，建立安全的工作環(huán)境，有效保障特高壓變電站二次回路的安全運(yùn)行。

3.4 更新和優(yōu)化設(shè)備

隨著科技的發(fā)展，新的電力設(shè)備和技術(shù)不斷涌現(xiàn)，應(yīng)適時(shí)更新設(shè)備，使用更先進(jìn)、可靠的設(shè)備來(lái)提高特高壓變電站二次回路的運(yùn)行安全性和效率[5]。在設(shè)備的使用過(guò)程中，通過(guò)持續(xù)的觀察和分析，找出設(shè)備的運(yùn)行瓶頸，進(jìn)行針對(duì)性的優(yōu)化，包括優(yōu)化設(shè)備配置、調(diào)整運(yùn)行參數(shù)以及改進(jìn)設(shè)備布局等。定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決設(shè)備的各種問(wèn)題。這包括設(shè)備的物理檢查，如檢查設(shè)備是否有明顯的損壞或磨損；也包括設(shè)備的性能檢查，如測(cè)試設(shè)備的工作性能、驗(yàn)證設(shè)備的工作狀態(tài)等。智能設(shè)備的引入可以極大提高特高壓變電站二次回路的運(yùn)行效率和安全性。例如，引入智能化的故障診斷系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)二次回路的實(shí)時(shí)監(jiān)控和快速故障定位。通過(guò)上述措施不斷更新和優(yōu)化設(shè)備，提高特高壓變電站二次回路的運(yùn)行性能，確保其安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié) 論

特高壓變電站二次回路的安全運(yùn)行是電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。本文從多個(gè)角度分析了二次回路異常的識(shí)別、處理、預(yù)防以及保障其安全運(yùn)行的措施。定期的維護(hù)檢查、合理的繼電保護(hù)設(shè)置、自動(dòng)化設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控、系統(tǒng)性的員工培訓(xùn)和安全文化建設(shè)以及設(shè)備的更新和優(yōu)化，是提高二次回路安全運(yùn)行的有效手段。然而，隨著電力系統(tǒng)的復(fù)雜性不斷增加和新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，如何更有效地保障特高壓變電站二次回路的安全運(yùn)行將面臨更大的挑戰(zhàn)。未來(lái)對(duì)于如何發(fā)展更先進(jìn)的故障檢測(cè)和處理技術(shù)，優(yōu)化繼電保護(hù)和自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行策略，提高員工的技能和安全意識(shí)，以及進(jìn)一步更新和優(yōu)化設(shè)備等，需要進(jìn)行深入的研究和探索。