周 宇

（中海油裝備技術(shù)公司機(jī)電技術(shù)服務(wù)中心）

0 引言

相較與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)二次回路，如今的二次回路的組成更趨于模塊化和數(shù)字化。模塊化方便了日常的維護(hù)和檢修，一方面使二次回路元器件的故障率降低，另一方面降低了檢修的技術(shù)門檻且加快了檢修的效率。數(shù)字化使二次回路的數(shù)據(jù)及狀態(tài)量都會(huì)在后臺(tái)系統(tǒng)清楚直觀的顯示，方便運(yùn)行人員實(shí)時(shí)監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題直接反饋，從而快速有效的處理故障。基于現(xiàn)今二次回路的發(fā)展形式，我們應(yīng)該加大對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)的研究力度，更加完善現(xiàn)有二次回路的漏洞和缺陷，使二次回路的自動(dòng)化水平進(jìn)一步提高，并制定更加完備的運(yùn)行管理系統(tǒng)，加強(qiáng)交接及年度預(yù)試試驗(yàn)的檢驗(yàn)力度，以此來(lái)不斷提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量和穩(wěn)定性。

1 二次回路的特點(diǎn)

（1）集成度高。與傳統(tǒng)的老式二次回路相比，采用微機(jī)保護(hù)及綜合自動(dòng)化系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱綜自系統(tǒng)）的二次回路借助了全新的現(xiàn)代化技術(shù)方法。微機(jī)保護(hù)內(nèi)部將保護(hù)元器件有序裝配，一般包括CPU和電源板件、模擬量輸入板件、輸入輸出I／O板件、通訊板件等。其具有高可靠性、高靈敏度和高選擇性的特點(diǎn)。板件式設(shè)計(jì)相比傳統(tǒng)分裝電磁式繼電器保護(hù)大大縮小了安裝空間，減少了接線安裝的時(shí)間和成本，使二次回路原理圖紙更加清晰明了。

（2）可靠性高。采用微機(jī)保護(hù)的二次回路大多數(shù)元器件都封裝在保護(hù)裝置內(nèi)部，降低了元器件的故障率。且微機(jī)保護(hù)采用編程邏輯控制實(shí)現(xiàn)各類保護(hù)功能，通過對(duì)模擬量的監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量送至CPU進(jìn)行處理，進(jìn)行實(shí)時(shí)比對(duì)，如果出現(xiàn)故障會(huì)經(jīng)邏輯動(dòng)作執(zhí)行報(bào)警或使斷路器跳閘。相比電磁式繼電器保護(hù)，其精確度和邏輯判據(jù)更加的準(zhǔn)確和完備，保護(hù)性能顯著提升，有效防止了誤動(dòng)和拒動(dòng)。

（3）方便后期改造升級(jí)及擴(kuò)充。在實(shí)際生產(chǎn)中，有諸多盤柜升級(jí)改造的需要。如出線柜改造為變壓器柜使用，或者增加保護(hù)功能等情況。在采用微機(jī)保護(hù)的二次回路中，只需更換裝置的板件或?qū)Π寮墓碳M(jìn)行升級(jí)，并對(duì)保護(hù)的邏輯進(jìn)行重新編程設(shè)置參數(shù)，就可以達(dá)到增加保護(hù)功能的要求，滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際供電需求。

（4）易于維護(hù)調(diào)試。采用微機(jī)保護(hù)和綜自系統(tǒng)配合的二次回路，會(huì)將二次回路的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，諸如二次回路電源失電、保護(hù)裝置異常、跳閘回路監(jiān)視等信號(hào)，都會(huì)上傳至綜自系統(tǒng)，起到對(duì)二次回路元器件的監(jiān)視作用。一旦發(fā)生二次故障，綜自系統(tǒng)就會(huì)收到報(bào)警并實(shí)施具體動(dòng)作條目，提醒值班員故障具體位置，方便檢修人員快速找到故障點(diǎn)，大大提高了檢修的效率。

（5）方便與綜合自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)接。采用微機(jī)保護(hù)的二次回路，微機(jī)保護(hù)都配有多種通訊接口。如RJ45網(wǎng)口及485通訊接口，采用MODBUS、61850、103、104等泛用的標(biāo)準(zhǔn)通訊規(guī)約，便于將二次回路的遙測(cè)、遙信、遙控參數(shù)傳輸給綜自系統(tǒng)，并用于遠(yuǎn)動(dòng)等通訊傳輸，發(fā)送給上級(jí)調(diào)度系統(tǒng)，便于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)二次回路狀況，發(fā)生故障可以第一時(shí)間響應(yīng)，并做出合理部署。

2 微機(jī)繼電保護(hù)二次回路故障分析

2.1 保護(hù)定值設(shè)置問題

保護(hù)定值參數(shù)的設(shè)置直接關(guān)系著保護(hù)能否正確動(dòng)作。在實(shí)際工作中主要出現(xiàn)在以下幾方面：

（1）定值組選擇錯(cuò)誤。通常微機(jī)保護(hù)裝置內(nèi)會(huì)設(shè)置2組以上保護(hù)定值，方便用戶在不同工況或運(yùn)行方式下進(jìn)行切換，以匹配當(dāng)前運(yùn)行狀況。如設(shè)置定值時(shí)沒有正確選擇定值組，保護(hù)就會(huì)拒動(dòng)。

（2）CT變比設(shè)置錯(cuò)誤。保護(hù)參數(shù)設(shè)置選項(xiàng)，對(duì)于電流互感器一般會(huì)有二次電流5A或1A選項(xiàng)，如果按實(shí)際選擇，會(huì)導(dǎo)致保護(hù)參數(shù)的設(shè)置錯(cuò)誤，使保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)。

（3）容量設(shè)置錯(cuò)誤。此問題僅涉及變壓器和發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)，因?yàn)榇蟛糠直Ｗo(hù)裝置的差動(dòng)保護(hù)的二次基準(zhǔn)電流都是由用戶設(shè)置容量后通過保護(hù)邏輯直接算出的。變壓器為高壓側(cè)和低壓側(cè)基準(zhǔn)電流，發(fā)電機(jī)為線路測(cè)和機(jī)端側(cè)基準(zhǔn)電流。如果僅設(shè)置差動(dòng)定值，沒有設(shè)置容量，會(huì)使差動(dòng)拒動(dòng)。ISA-381GD保護(hù)裝置容量設(shè)置菜單見下表。

表 ISA-381GD保護(hù)裝置容量設(shè)置菜單

（4）保護(hù)壓板投退有誤。壓板的投投退作為保護(hù)的一項(xiàng)重要判據(jù)，決定著保護(hù)能否動(dòng)作。裝置中的軟壓板及硬壓板必須同時(shí)投入才能滿足保護(hù)邏輯要求。實(shí)際工作中，在檢修過后或改造后壓板沒有及時(shí)恢復(fù)的情況時(shí)有發(fā)生，導(dǎo)致保護(hù)拒動(dòng)。ISA-381GD復(fù)式比率差動(dòng)保護(hù)邏輯如下圖所示。

圖 ISA-381GD復(fù)式比率差動(dòng)保護(hù)邏輯圖

2.2 線路老化及虛接

這是較為常見的二次回路問題，由此引發(fā)的故障一般為虛接、斷路或者接地故障。虛接和斷路往往由于二次線路連接處如接線端子老化松動(dòng)等原因產(chǎn)生，而接地故障是由于二次電纜老化絕緣降低或因其他施工導(dǎo)致電纜被割破等情況。一些盤柜由于后期改造和應(yīng)急檢修，造成線路跨接不規(guī)范、沒有標(biāo)注線號(hào)及線號(hào)手寫后長(zhǎng)時(shí)間老化模糊不清、無(wú)法辨認(rèn)等情況，導(dǎo)致后期檢修時(shí)無(wú)從下手或者接錯(cuò)線；并且有改造后未更改圖紙的情況，使現(xiàn)場(chǎng)接線與圖紙不符，給日常使用和檢修帶來(lái)諸多麻煩，不利于二次回路的穩(wěn)定運(yùn)行。另外，如互感器二次側(cè)的開路和短路問題也一直是二次回路的重要隱患。比較常見的是電流互感器二次側(cè)的開路現(xiàn)象，電流互感器二次側(cè)開路后，會(huì)產(chǎn)生極高的電壓，易造成人員觸電，并造成高電壓對(duì)設(shè)備（如弱電板卡）燒壞。

2.3 極性錯(cuò)誤

此種問題專指電流互感器極性不正確而引發(fā)的保護(hù)拒動(dòng)和誤動(dòng)故障，一般發(fā)生在配備帶方向判據(jù)的電流保護(hù)及差動(dòng)保護(hù)。CT的加、減極性指的是同名端的接線方式。以差動(dòng)保護(hù)為例，保護(hù)裝置要求CT二次接線方式應(yīng)與保護(hù)內(nèi)部CT接線參數(shù)設(shè)置相匹配（0°或180°），以通過保護(hù)內(nèi)部邏輯計(jì)算差動(dòng)電流及制動(dòng)電流。實(shí)際調(diào)試當(dāng)中，易發(fā)生CT極性接反的情況，在低負(fù)荷或輕載狀態(tài)下，差動(dòng)電流一般達(dá)不到動(dòng)作值，而在高負(fù)荷或重載狀態(tài)下，差動(dòng)電流就足夠達(dá)到動(dòng)作值使斷路器跳閘。其他如方向過流保護(hù)或逆功率等保護(hù)如CT極性接反，在雙電源等不同運(yùn)行方式下，則會(huì)造成誤動(dòng)的情況，所以保證CT極性的準(zhǔn)確對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性非常重要。

3 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)二次回路故障的解決對(duì)策

3.1 核對(duì)保護(hù)裝置參數(shù)及盤柜狀態(tài)

這里指的是在盤柜或設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造或停產(chǎn)檢修后，根據(jù)設(shè)計(jì)提供的升級(jí)改造后的圖紙及保護(hù)定值，兩人一組進(jìn)行保護(hù)裝置定值和盤柜狀態(tài)的核對(duì)。特別注意施工后的哪些參數(shù)發(fā)生了變化，并結(jié)合保護(hù)上下級(jí)的配合關(guān)系進(jìn)行核對(duì)，防止保護(hù)的越級(jí)動(dòng)作；著重檢查保護(hù)壓板投退情況，檢查盤柜指示燈和儀表的狀態(tài)，檢查斷路器二次航空插頭是否正確插入，檢查斷路器手車是否推入到位。在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)，很多盤柜斷路器無(wú)法合閘的原因都是斷路器手車沒有推到位，使斷路器手車既不處于工作位置，也不處于試驗(yàn)位置，導(dǎo)致二次合閘回路無(wú)法接通斷路器無(wú)法合閘。此外，還應(yīng)檢查光差保護(hù)的光纖通道是否正常，防止因光纖通道中斷而引起的光差保護(hù)退出，導(dǎo)致斷路器故障不能正確跳閘。

3.2 對(duì)動(dòng)作出口及信號(hào)回路的檢查

在二次回路中，保護(hù)動(dòng)作出口及信號(hào)回路擔(dān)任著非常重要的作用。保護(hù)動(dòng)作出口直接關(guān)系著保護(hù)能否正常輸出，使得斷路器、接觸器等一次元件正確分合；而信號(hào)回路關(guān)系著報(bào)警及與其他回路、其他專業(yè)（如儀表）的聯(lián)鎖。所以，在日常維護(hù)和檢修工作中，應(yīng)理清保護(hù)動(dòng)作邏輯，在年度預(yù)防性試驗(yàn)工作中要對(duì)相關(guān)保護(hù)出口及回路進(jìn)行可靠校驗(yàn)，將本年度的動(dòng)作參數(shù)與歷年報(bào)告中運(yùn)行參數(shù)相比較，以得到一定規(guī)律。對(duì)老化及不能可靠動(dòng)作的保護(hù)裝置或其他元器件及時(shí)進(jìn)行更換，以此提升二次回路動(dòng)作的可靠性，為系統(tǒng)的運(yùn)行提供保障。

3.3 對(duì)二次回路的接線進(jìn)行緊固及清掃

二次回路的緊固工作非常重要，關(guān)系著保護(hù)能否正常動(dòng)作。如TA，TV的斷線是一些相關(guān)保護(hù)的重要判據(jù)，是其保護(hù)動(dòng)作邏輯中的一項(xiàng)，TA，TV的斷線會(huì)直接閉鎖某些保護(hù)的動(dòng)作，使得如短路故障時(shí)保護(hù)不動(dòng)作，且不能正確報(bào)警，顯示與綜合自動(dòng)化系統(tǒng)及光子牌。二次回路的清掃工作同樣是重中之重。年度預(yù)防性試驗(yàn)后，必須緊固二次回路端子，特別是電流端子，并對(duì)二次回路進(jìn)行清掃，防止因灰塵累積以及盤柜內(nèi)異物造成的二次回路短路等故障。還應(yīng)時(shí)時(shí)測(cè)量二次回路的接地電阻，達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)照?qǐng)D紙檢查相關(guān)二次接地是否完好，防止因接地不良導(dǎo)致的觸電傷害及設(shè)備損壞問題。

3.4 結(jié)合綜自系統(tǒng)進(jìn)行事故分析

前文提到二次回路的運(yùn)行狀態(tài)如二次回路電源失電、保護(hù)裝置故障等信號(hào)都會(huì)引入綜自系統(tǒng)，并在故障時(shí)顯示在后臺(tái)管理員界面中。各項(xiàng)保護(hù)的動(dòng)作信號(hào)也都會(huì)第一時(shí)間傳輸至后臺(tái)彈窗、變位及響鈴等方式告警。同時(shí)也會(huì)對(duì)故障信號(hào)如電壓、電流等信號(hào)進(jìn)行錄波，方便用戶進(jìn)行事故分析，如對(duì)跳閘時(shí)的三相電壓、電流的波形進(jìn)行比較，并結(jié)合保護(hù)動(dòng)作信息，可以快速判斷出故障點(diǎn)，并展開檢修工作。經(jīng)常觀察、比對(duì)歷史數(shù)據(jù)及參數(shù)報(bào)表也可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的潛在隱患并及時(shí)處理。

3.5 加強(qiáng)對(duì)直流系統(tǒng)及UPS系統(tǒng)的維護(hù)

二次回路的供電多采用直流系統(tǒng)供電，海上設(shè)施二次回路采用UPS系統(tǒng)供電。直流系統(tǒng)發(fā)生單點(diǎn)接地故障會(huì)導(dǎo)致保護(hù)拒動(dòng)，而直流系統(tǒng)多點(diǎn)接地通常會(huì)導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)。所以，運(yùn)行人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)直流屏的監(jiān)視，如報(bào)警信息，電壓是否正常，做好數(shù)據(jù)記錄。并隨時(shí)觀察直流屏整流模塊狀態(tài)的正常情況，還要關(guān)注直流屏蓄電池的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)上報(bào)處理。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)以上幾點(diǎn)問題的論述，基本涵蓋了二次回路常見故障的分析及應(yīng)對(duì)方法。隨著近年來(lái)我國(guó)用電需求不斷增大，持續(xù)、穩(wěn)定的供電對(duì)于我國(guó)各個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展就顯得尤為重要。而二次回路作為供電連續(xù)和穩(wěn)固的基石，就需要給予更高的重視。加大對(duì)繼電保護(hù)二次回路的投入與提升，不斷改善和優(yōu)化保護(hù)邏輯與二次回路配套設(shè)備及元器件是我們的努力方向。只有這樣才能保障我國(guó)電力系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定、健康運(yùn)行，為國(guó)家的生產(chǎn)建設(shè)保駕護(hù)航。