黃浩+張現(xiàn)劍+靳平會

摘 要：油田供配電系統(tǒng)二次回路具有設(shè)備多、故障復雜等特點，故障問題繁多、查找困難、表現(xiàn)不一，本文結(jié)合二次回路故障問題分析，對變電站二次回路運行中微機保護技術(shù)措施進行了探究。

關(guān)鍵詞：配電系統(tǒng)；二次回路；故障分析

在油田供配電系統(tǒng)二次回路中，包含端子、電纜、保護壓板等眾多設(shè)備，這些設(shè)備在油田復雜惡劣供電運行環(huán)境中極易出現(xiàn)故障，而且故障診斷和排除較為困難，一旦出現(xiàn)故障將會造成較大損失。因此，有必要結(jié)合油田供配電系統(tǒng)二次回路故障分析，對運行保護技術(shù)措施進行探究，提升油田供配電系統(tǒng)二次回路運行穩(wěn)定性。

1 油田供配電系統(tǒng)二次回路運行故障

1.1配電二次回路直流系統(tǒng)故障

在供配電網(wǎng)絡(luò)中，二次回路直流系統(tǒng)在正常運行時是不接地的供電網(wǎng)絡(luò)體系，因為油田供配電分布廣、點多面廣，造成直流系統(tǒng)在長期高負荷運行中易出現(xiàn)絕緣性降低或出現(xiàn)一點、多點接地的狀況，導致誤跳故障引發(fā)危險。在二次回路直流系統(tǒng)故障中，主要故障有線路保護裝置直流電源串入交流造成誤動跳閘、斷路器偷跳等，類似故障中可能有時不會出現(xiàn)監(jiān)控后臺，以及保護裝置無報警和信號，保護裝置也沒有記錄報告。因為沒有出現(xiàn)操作和控制裝置動作，無法及時發(fā)現(xiàn)和準確分析故障。在直流系統(tǒng)接地等故障時，一點接地情況下不會出現(xiàn)短路電流和造成設(shè)備損壞，系統(tǒng)一般可以繼續(xù)運行，所以故障不易被發(fā)現(xiàn)，而實際上因為一次接地造成斷路器誤跳閘等事故越來越常見，特別是現(xiàn)代油田配電網(wǎng)絡(luò)中對控制電纜多采取分布電容配套問題，易引發(fā)故障。在110kv及以上級別變電站中，為了杜絕開關(guān)場干擾電壓導入繼電保護設(shè)備引發(fā)故障，一般需要在二次回路中應(yīng)用帶有屏蔽層的電纜線，可在開關(guān)場和控制室兩端同時接地。在該類電纜中，分布電容因為處于芯線和屏蔽層間隙，所以電纜長度越大則分布電容效應(yīng)越明顯，因為屏蔽層兩端都是接地的，所以降低了引發(fā)危險和故障的可能性。在直流回路中，分布電容可以改變直流母線共模干擾，但一旦直流系統(tǒng)一點接地或直流串擾，就會造成分布電容出現(xiàn)瞬間放電的現(xiàn)象，對直流操作回路造成干擾，這些干擾信號、電流或由此引發(fā)的功率就會造成繼電保護系統(tǒng)誤動作。一般情況下，分布電容等級越大，其產(chǎn)生的干擾電壓衰減速率和幅度也就越慢，可能會引發(fā)繼電保護器的誤動作概率也就越高。

通過以上分析可以發(fā)現(xiàn)，為有效降低二次回路直流系統(tǒng)故障，必須要對分布電容進行容量降低處理，可通過縮短控制電纜長度、利用電容效應(yīng)較低線纜等方式實現(xiàn)。油田供配電常見方式是采取多個保護小室、露天高壓配電裝置GIS改造等方式縮短控制電纜總長度，同時還可以利用性能先進的光纜代替?zhèn)鹘y(tǒng)電纜，可有效傳遞保護跳閘信號，杜絕或降低分布電容的不利影響。變電站一般設(shè)有直流絕緣監(jiān)測裝置對直流母線接地絕緣性進行判斷，但在接地報警后無法準確的進行故障支路的診斷分析，只能進一步采取試停法、逼近法等方法進行直流系統(tǒng)的供電網(wǎng)絡(luò)分段解列，通過逐個支路斷開的方式查找接地點，操作較為復雜，且斷路會造成供電不穩(wěn)定，影響油田正常作業(yè)生產(chǎn)。因此，為杜絕這一問題，可采用直流傳感器進行微機選線型絕緣檢測裝置設(shè)置，對直流系統(tǒng)正負極、各支路對地絕緣電阻情況等進行實時監(jiān)測，杜絕傳統(tǒng)電橋式繼電器絕緣裝置無法準確反映故障地點的缺陷，還能降低“死區(qū)”問題，并避免了傳統(tǒng)監(jiān)測診斷方式的復雜性，降低了故障檢測成本、提升了檢測精度。但該方式在應(yīng)用中如不能合理進行平衡橋電阻和切換電阻參數(shù)設(shè)置，將造成系統(tǒng)正負極對地電壓過大波動，在一點接地情況下就會造成光耦合器和出口繼電器等部分誤動作。

1.2配電二次回路交流系統(tǒng)故障

在配電二次回路交流系統(tǒng)中，回路交流系統(tǒng)異常會影響二次測量和判斷精準性，還會影響自動裝置、繼電保護裝置動作精度，所以接地不合理是影響二次回路正常運行的重要原因。在二次回路交流系統(tǒng)中，必須有1個可靠接地點，并且要對這一接地點進行準確評價，同時電壓互感器存在差異的二次回路必須相互獨立，實現(xiàn)二次繞組和輔助二次繞組獨立設(shè)置，確保開口三角繞組輸出準確。交流系統(tǒng)故障除接地、回路獨立等原因外，還會因為電壓和電流極性問題出現(xiàn)故障，互感器在預防性試驗和周期性檢測中有時存在接線端子倒換等問題，影響互感器極性連接的精準性和電能計量、保護動作的啟動。交流系統(tǒng)回路斷線也是常見故障，在回路缺陷和接線問題診斷中，可采取利用電壓互感器二次回路的永久接地小母線串入小型電阻的方式改變電阻值，然后對過流電流進行測定，以電流為依據(jù)對電壓回路接地情況進行判斷，還可以通過可靠的接地處理和定期的檢查，確保交流回路接地正確和裝置之間的獨立性。

2 油田供配電系統(tǒng)二次回路運行的微機保護措施

一是微機保護輸入。要以配電系統(tǒng)二次回路運行實際需要為基礎(chǔ)值，設(shè)定微機保護模擬量，確保互感器極性、接地和二次繞組正確。對繼電保護動作信號、斷路器觸點位置等強電信號，要轉(zhuǎn)換為微機保護內(nèi)部弱電信號，確保微機保護輸入模擬值的準確性。

二是微機保護干擾。主要是內(nèi)部元器件布局、保護裝置結(jié)構(gòu)、工藝干擾和外部的環(huán)境干擾，前者可通過保護裝置工藝改進和元器件合理結(jié)構(gòu)布局改進，后者主要是研究抑制電場耦合、磁場耦合和公共阻抗耦合等引發(fā)的干擾，對電場耦合，可通過靜電屏蔽、優(yōu)化敷設(shè)路徑增大耦合阻抗、縮短電纜長度減少耦合電容等方式抑制。對磁場耦合，可通過電磁屏蔽、減少互阻抗的方式進行屏蔽，特別是應(yīng)用雙絞線抵消磁場感應(yīng)。對公共阻抗耦合的抑制，要確保二次回路中只有一個固定接地點。對電磁干擾的抑制，主要是采取屏蔽的措施。對光耦導通回路引發(fā)的故障，要嚴格選擇合理的元器件，利用動作值較高且運行可靠的繼電器，綜合考慮動作靈敏度、導通電壓、導通電流和動作功率等進行光電耦合器的合理選擇。對由分布電容引發(fā)的誤動作，主要是增加保護小室、應(yīng)用光纖跳閘通道取代電纜跳閘信號通道等措施進行抑制。

3 結(jié)論

綜上所述，油田配電系統(tǒng)二次回路運行穩(wěn)定可確保供電系統(tǒng)運行可靠，針對二次回路直流系統(tǒng)和交流系統(tǒng)運行問題，綜合采取微機保護措施，結(jié)合常見運行故障采取抑制和應(yīng)對措施，有利于提升供配電二次回路系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

參考文獻：

[1]姜俊莉，劉占榮，王勇煥.河南油田配電網(wǎng)接地選線裝置應(yīng)用述評[J].電氣應(yīng)用，2008（02）.

[2]王偉，焦彥軍.暫態(tài)信號特征分量在配網(wǎng)小電流接地選線中的應(yīng)用[J].電網(wǎng)技術(shù)，2008（04）.

[3]劉志強，郭上華.配合FTU的非有效接地系統(tǒng)單相故障定位方法[J].廣東輸電與變電技術(shù)，2009（01）.

[4]朱志平，張民.一種實用的配電網(wǎng)短路故障定位方法[J].電網(wǎng)技術(shù)，2008（04）.