岳振球

(國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司南京供電分公司 江蘇南京 210000)

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的迅速發(fā)展，我國(guó)整體的用電要求也出現(xiàn)了很大的變化。為與時(shí)俱進(jìn)、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)了故障問題，則勢(shì)必將會(huì)引起整個(gè)供電系統(tǒng)的故障問題。所以，要有效維護(hù)供電的安全性，就要高度重視對(duì)電力二次回路問題的分析，并根據(jù)出現(xiàn)的問題情況進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)防措施。近年來，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，也越來越受到關(guān)注[1]。

1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)二次回路概述

1.1 繼電保護(hù)二次回路的特征

在當(dāng)前的工業(yè)系統(tǒng)中，繼電保護(hù)系統(tǒng)二次電路由于其主要作用已成為不可缺少的關(guān)鍵部分，但同時(shí)在其構(gòu)造方面也存在著極大的復(fù)雜性。所以，在現(xiàn)階段應(yīng)用較多的繼電保護(hù)體系二級(jí)回路，大多由檢測(cè)系統(tǒng)、繼電保護(hù)設(shè)備、開關(guān)和電氣信號(hào)系統(tǒng)，以及部分設(shè)備所構(gòu)成。通過設(shè)計(jì)繼電保護(hù)體系，二級(jí)回路也能通過以低運(yùn)行電流的方式達(dá)到對(duì)設(shè)備的有效保護(hù)效果。而同時(shí)，繼電保護(hù)體系的二次回路由于在結(jié)構(gòu)上比較復(fù)雜，它所包含的子系統(tǒng)也比較多，所以在其工作過程中往往需要與多個(gè)系統(tǒng)一起進(jìn)行協(xié)調(diào)，才能實(shí)現(xiàn)其功用和效率。這就使繼電保護(hù)系統(tǒng)同時(shí)具備綜合性和復(fù)雜化的特點(diǎn)。

1.2 為何要安裝繼電保護(hù)二次回路

安全功能也是現(xiàn)代繼電器保護(hù)系統(tǒng)中二次電路的一大特征。

1.2.1 現(xiàn)代繼電器保護(hù)裝置須具備足夠大的安全功能

以前的電力系統(tǒng)保護(hù)裝置，往往因?yàn)楣收下蔬^高、反應(yīng)遲緩等問題，其對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)正常工作的保障效率較為低下。而現(xiàn)在通過使用繼電器保護(hù)，二次電網(wǎng)就可以實(shí)現(xiàn)全智能操作，能夠完成現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，并且能夠?qū)λO(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)在線統(tǒng)計(jì)分析。利用這些優(yōu)勢(shì)，一方面可以確保激勵(lì)制度的質(zhì)量保證的有效性，另一方面也可以保證工人的人身安全[2]。

1.2.2 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)二次回路良好的經(jīng)濟(jì)功能

現(xiàn)階段，所有使用了繼電保護(hù)系統(tǒng)二次回路的電氣設(shè)備都集中在電力系統(tǒng)中，在實(shí)際應(yīng)用和維修上都比較便利，也合理地減少了繼電保護(hù)系統(tǒng)二次回路系統(tǒng)設(shè)備在操作和維修過程中的成本耗費(fèi)，減少了整個(gè)電力系統(tǒng)設(shè)備在運(yùn)營(yíng)時(shí)整體的成本費(fèi)用，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

1.2.3 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)二次回路具備超強(qiáng)服務(wù)性能

繼電保護(hù)二次輸入電路在對(duì)家庭電力系統(tǒng)實(shí)施維護(hù)的過程中，有著特殊的優(yōu)勢(shì)。它不僅具有較大的控制范圍，在加裝后得到保留的空間也很大，從而能夠充分發(fā)揮其優(yōu)越性。

通過對(duì)電氣二次回路的有效應(yīng)用，能夠大幅度提高電氣系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，具有良好的防護(hù)、維護(hù)與管理效果。電力二次回路是一個(gè)很關(guān)鍵的設(shè)備，可以有效保證國(guó)家電網(wǎng)高效率、安全、平穩(wěn)地工作，通常主要分為控制回路、通信回路和維護(hù)回路等。電氣設(shè)備二次回路的正常運(yùn)行對(duì)供電系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性具有很大的影響，因此要做好對(duì)二次回路的故障檢查工作，并根據(jù)相關(guān)問題采取有效預(yù)防措施，從而建立完備的故障防范預(yù)案體系。在故障防范預(yù)案建立的過程中，應(yīng)充分結(jié)合電氣設(shè)備二次回路的功用與特性，盡可能地把二次回路故障出現(xiàn)的概率限制在最小化，以此保證供電系統(tǒng)的工作效率[3]。

2 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)二次回路的優(yōu)點(diǎn)

2.1 較高的安全性能

現(xiàn)階段采用的繼電保護(hù)二次電路裝置，其基本構(gòu)造和操作系統(tǒng)等均應(yīng)用了當(dāng)時(shí)最新的現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)，具有很高的技術(shù)含量。因此，其在操作過程中實(shí)現(xiàn)了高精確性和穩(wěn)定性，從而減少了因?yàn)椴僮鞯脑虍a(chǎn)生的各類問題，大大降低了故障率。同時(shí)，也因?yàn)槠漭^高的系統(tǒng)集成性，在進(jìn)行維護(hù)與檢測(cè)工作時(shí)更加簡(jiǎn)單，從而增加了動(dòng)力系統(tǒng)的總體穩(wěn)定性，確保了整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)工作的可靠性[4]。

2.2 經(jīng)濟(jì)適宜

較高的集成度，也使得繼電保護(hù)二次型集成電路具備了體積小、載重輕的特性，不僅在進(jìn)行電氣設(shè)備裝配過程中產(chǎn)生的電能消耗相對(duì)小，同時(shí)還由于其結(jié)構(gòu)上較為簡(jiǎn)單，在電氣設(shè)備出現(xiàn)事故時(shí)對(duì)一些電極反應(yīng)過程片進(jìn)行更換時(shí)也比較簡(jiǎn)便。相對(duì)不大的生產(chǎn)成本，再加上簡(jiǎn)單明了的檢修裝配，使其獲得了較大的效益，從而在最新的電力系統(tǒng)中得到大量應(yīng)用[5]。

3 電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)檢修問題

為改善供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及供電的質(zhì)量，專業(yè)人員應(yīng)當(dāng)進(jìn)行繼電保護(hù)二次回路，并實(shí)施安全管理。在電力行業(yè)中，設(shè)備的安全和故障檢測(cè)工作是非常重要的，只有繼電保護(hù)系統(tǒng)二次傳輸電路正常工作，才能穩(wěn)定整個(gè)電力系統(tǒng)的安全性。

3.1 越級(jí)跳閘水平位移現(xiàn)象

導(dǎo)線在遇到外界干擾時(shí)，出現(xiàn)了斷開連接情況，由此導(dǎo)致電纜的越級(jí)跳闡，嚴(yán)重干擾了供電系統(tǒng)的運(yùn)行，因此大大降低了電力設(shè)備使用壽命。對(duì)于出現(xiàn)在故障電路中的變壓器而言，對(duì)電力變壓器的選跳方式的配置方法不適當(dāng)，極易造成母線中性點(diǎn)接地變壓器出現(xiàn)自動(dòng)斷開情況，而中性點(diǎn)不接地的變壓器卻在與母線相連的地方繼續(xù)工作中，從而造成母線中性點(diǎn)電位的大幅度增加，引起主變壓器的不斷發(fā)熱，在一定程度上極易造成火災(zāi)事故，給電力企業(yè)和使用者帶來了極大的經(jīng)濟(jì)損失[6]。

3.2 總線開關(guān)錯(cuò)誤觸發(fā)跳閘

總線開關(guān)錯(cuò)誤觸發(fā)跳閘是繼電保護(hù)二次電路中常見的一個(gè)問題，不但嚴(yán)重干擾了供電的安全、平穩(wěn)工作，還會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞電力設(shè)備，降低了電網(wǎng)的轉(zhuǎn)型運(yùn)營(yíng)效率。例如：線路相電流突然變?yōu)榱?，筆者對(duì)該電路進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果表明二次線箱的端子引線絕緣能力并沒遭到破壞，但存在著燒損、裂紋等現(xiàn)象，造成了母聯(lián)的開關(guān)錯(cuò)誤跳閘。

另外，由于電源回路設(shè)計(jì)不合理，出現(xiàn)了重大問題，又或者作業(yè)技術(shù)人員在實(shí)際操作流程中，對(duì)母線倒閘的具體操作不了解、粗心大意或檢測(cè)不嚴(yán)格等因素也會(huì)造成開關(guān)的錯(cuò)誤跳躍[7]。

3.3 線路絕緣斷裂

母線保護(hù)系統(tǒng)差導(dǎo)致母線故障是發(fā)電廠和變電所中電氣設(shè)備最嚴(yán)重的故障之一。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，大多數(shù)母線故障是單相接地，多相短路故障所占的比例很小。導(dǎo)致絕緣能力產(chǎn)生斷裂現(xiàn)象最主要的原因包括以下兩點(diǎn)：一是在測(cè)量電路相與母差電流回路之間產(chǎn)生了短路現(xiàn)象，從而造成導(dǎo)線芯絕緣出現(xiàn)斷裂；二是人們?cè)趯?duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試之后，未能及時(shí)修復(fù)中性點(diǎn)直接接地導(dǎo)線，使電力系統(tǒng)一旦出現(xiàn)問題，非常容易造成導(dǎo)線電位升高，引起電流回路相以及設(shè)備電路相關(guān)線芯產(chǎn)生斷裂情況，進(jìn)而造成二次電路失效[8]。

4 電流互感器二次電路故障的問題

4.1 對(duì)二次電路故障的問題

通過對(duì)電氣二次回路故障問題的研究和處理，能夠從根本上提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。在電氣二次回路中，電流互感器故障問題常常會(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題。若在電流互感器二次電路故障問題檢查的過程中，發(fā)現(xiàn)了在電流互感器電路中存在著二次開路的不良問題，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性斷線晰開，而此類問題的出現(xiàn)又無法使設(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)警裝置也就無法做出有效報(bào)警反應(yīng)，因此此類的故障問題就相對(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€斷開就會(huì)導(dǎo)致零序電流分量斷開，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)此類問題的預(yù)防。

4.2 繼電器保護(hù)和控制回路故障問題

在電力系統(tǒng)中通常有著大量的回路，斷路器控制電源回路是其中的一種，若發(fā)生故障問題極可能造成正常操作難以開展。如果控制電源發(fā)生了故障問題，那么就可能是繼電器無法工作，進(jìn)而造成自動(dòng)控制系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)相關(guān)信號(hào)的發(fā)送。斷路器故障問題發(fā)生的概率相對(duì)比較高，造成這種問題發(fā)生的主要原因是控制電源關(guān)閉、線路接觸不佳以及二次回路短路故障問題等。如果發(fā)生了二次回路故障，那么斷路器將難以正常工作，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)回路斷線信號(hào)的發(fā)送，進(jìn)而造成電路合閘和跳閘操作難以執(zhí)行，最終引發(fā)嚴(yán)重的電力事故[9]。

4.3 數(shù)據(jù)破壞、線路受損、容量受損問題

4.3.1 數(shù)據(jù)破壞

繼電保護(hù)系統(tǒng)的二次電路在工作過程中由于優(yōu)勢(shì)而會(huì)產(chǎn)生一些差流，經(jīng)過差動(dòng)保護(hù)以后也會(huì)產(chǎn)生一定程度的差錯(cuò)。而這些差錯(cuò)的產(chǎn)生，不僅會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)終端保護(hù)的數(shù)據(jù)受到破壞，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)系統(tǒng)二次電路的靈敏度受到影響，精確度也會(huì)大大降低。

4.3.2 電路受損

因?yàn)槔^電保護(hù)的安裝工程中要使用許多電路，所以在其工作環(huán)境中往往會(huì)發(fā)生電路損壞的現(xiàn)象。這些現(xiàn)象將導(dǎo)致電路的切斷功能遭到干擾，造成電路閉合不良和熔斷機(jī)制發(fā)生故障，導(dǎo)致繼電保護(hù)二次電路的能力降低。

4.3.3 容量受損

繼電保護(hù)系統(tǒng)的二次電路功能在出現(xiàn)故障之后，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電路系統(tǒng)設(shè)備的容量也收到相應(yīng)的影響，比如電纜、斷路器出現(xiàn)了容量損失的情形，這些故障在發(fā)生之后也會(huì)加快電氣設(shè)備的老化速率，從而導(dǎo)致整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)備容量也受到了負(fù)面影響[10]。

4.4 設(shè)計(jì)的不規(guī)范

設(shè)計(jì)階段考慮不周，未能嚴(yán)格地根據(jù)需要加以設(shè)計(jì)，使原來已經(jīng)簡(jiǎn)化的傳輸線路設(shè)計(jì)變得更加復(fù)雜，而審圖流程又不細(xì)致，導(dǎo)致工程沒有在施工之前就遇到問題?？刂频闹饕k法就是對(duì)二次回路的連接形式做出不斷的修改，在做到每一次電路都能安全工作的同時(shí)要求更簡(jiǎn)單的連接形式，這也有利于后期的維修工作[11]。

5 電力系統(tǒng)有關(guān)問題的對(duì)策研究

5.1 進(jìn)行負(fù)荷檢測(cè)、進(jìn)行質(zhì)量檢修、進(jìn)行保護(hù)檢修

在繼電保護(hù)二次電路操作流程中要格外小心設(shè)備中的負(fù)載，因?yàn)樨?fù)荷的多少會(huì)直接影響著電壓互感器的工作。所以，在進(jìn)行實(shí)際使用過程中需要相應(yīng)的措施對(duì)互感器電流負(fù)荷做出相應(yīng)的降低。也可以采用降低電流、選用適當(dāng)?shù)碾娏骰ジ衅?、做好定期狀態(tài)檢測(cè)等措施。

繼電保護(hù)二次電路系統(tǒng)的基本構(gòu)造比較復(fù)雜，同時(shí)，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)各種電力元器件的綜合要求也會(huì)對(duì)其實(shí)際功能產(chǎn)生一定的影響，再加上現(xiàn)階段在市面上出售的電流互感器品類繁多，因此在進(jìn)行選擇設(shè)計(jì)時(shí)必須嚴(yán)格地按照系統(tǒng)的具體規(guī)定實(shí)施。另外，對(duì)于輸出額定電流或負(fù)荷過大的繼電保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備，在進(jìn)行差流保護(hù)設(shè)計(jì)的過程中可以選用具有相同氣隙大小容量的電流互感器。此類裝置的鐵芯磁性范圍相對(duì)較小，這樣就使得電流互感器無法超載，可以提高對(duì)設(shè)備的防護(hù)特性。由于其磁性范圍較小，所以對(duì)電流失衡以后的更高電壓電流也可以產(chǎn)生一定的抑制效應(yīng)[12]。

在進(jìn)行繼電保護(hù)二次傳輸電路維護(hù)的過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些操作難度很大的情形，因此除了可以在進(jìn)行差動(dòng)維護(hù)之外，還可進(jìn)行高比率差流維護(hù)，這也是現(xiàn)階段使用較多的一個(gè)措施，該措施也可以運(yùn)用在對(duì)二次電路的故障檢查中。

5.2 差動(dòng)保護(hù)裝置的電流檢修

電流互感器在差動(dòng)保護(hù)裝置中占有著十分關(guān)鍵的地位，它同樣也是保證差動(dòng)裝置的一種十分關(guān)鍵的原件。裝于差動(dòng)保護(hù)裝置上的電流互感器的類型選用上一定要小心謹(jǐn)慎，絕對(duì)不能盲目地自行選擇。同時(shí)，電流互感器的最大負(fù)荷電流也必須限制在規(guī)定范圍內(nèi)，必須時(shí)時(shí)刻刻重視對(duì)電流互感器的檢測(cè)工作，否則將會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行狀況[13]。

5.3 二次回路的絕緣檢查

要注意對(duì)繼電保護(hù)二次回路中的絕緣檢測(cè)工作，每一種電氣設(shè)備在使用以前都必須先對(duì)其絕緣性進(jìn)行檢查，而絕緣測(cè)試工作是對(duì)確定現(xiàn)代電氣系統(tǒng)可靠性較為關(guān)鍵的方法。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)的直流接地問題，后來人們?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[14]。

5.4 電力二次回路的故障防范

首先，在電流互感器故障問題的檢測(cè)過程中要依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)電流串路故障位置進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，允分考慮故障問題是否會(huì)對(duì)相關(guān)的保護(hù)設(shè)施造成不良的干擾，及時(shí)完成相應(yīng)的通知調(diào)度工作，盡可能杜絕保護(hù)誤動(dòng)的不良現(xiàn)象出現(xiàn)，在故障問題檢測(cè)過程中可結(jié)合電路設(shè)計(jì)圖紙。

其次，對(duì)于繼電保護(hù)與控制回路故障問題的有效防范，務(wù)必要強(qiáng)化繼電器的保護(hù)功能，從而有效避免跳閘壓接板、二次線路虛接問題所引發(fā)的嚴(yán)重?fù)p失，以防止斷路器結(jié)構(gòu)受損等問題的產(chǎn)生。務(wù)必要保證防跳斷電器電壓線圈連接方向的準(zhǔn)確性，對(duì)安全啟動(dòng)電流進(jìn)行科學(xué)的管控。如果在回路位置出現(xiàn)故障問題而沒做出相應(yīng)報(bào)警行為時(shí)，那么應(yīng)采取基于對(duì)壓板有效應(yīng)用的直流電壓檢測(cè)方式，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)出口回路健康狀態(tài)的檢測(cè)，完成對(duì)開路問題的準(zhǔn)確判斷[15]。

6 結(jié)語

隨著中國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)用電需求也發(fā)生很大變化，相關(guān)工作者應(yīng)當(dāng)加快優(yōu)化升級(jí)供能系統(tǒng)，隨著時(shí)間的推移，電氣二次回路必須在實(shí)際使用過程中保證長(zhǎng)期供能系統(tǒng)的高效能源生產(chǎn)，為供電系統(tǒng)的工作提供優(yōu)越的環(huán)境。