变电运行中二次回路运行异常分析及对策研究

变电运行中二次回路运行异常分析及对策研究

宋鹏

国网浙江省电力有限公司宁波供电公司

摘要：变电运行当中二次回路是非常重要的组成部分，主要涵盖的是直流系统。在变电运行中，二次回路会因为一些原因而出现各种运行异常的情况。在本文当中，首先以继电保护装置的异常来进行了分析，讨论了继电保护装置异常应当如何处理，其次同样依据实际的案例分析了二次回路的环网问题。

关键词：变电运行；二次回路；继电保护；环网

变电运行中的二次回路主要承担的是自动控制的功能，在电力系统当中主要是直流系统，其在电力系统当中是非常重要的组成部分，但很多时候会因为一些原因而导致出现二次回路异常运行的情况，比如二次回路的直流串入接地故障，影响供电可靠性，因此，本文结合两个实际的二次回路运行异常案例来进行讨论。

某变电站继电保护装置异常分析

故障分析

某变电站的220kV线路当中的光差保护两侧出现TA误动。根据变电站监控系统所得的故障波形来分析，该运行异常情况主要是线路两侧使用的互感器不一样，导致TA类型不一致，进而引起区外误动作。

具体来看，根据故障波形来看，故障波形揭示了在电厂一侧的电压互感器二次回路出现了明显的多点接地现象，电压波形明显异常，不能够正确传变。而在变电站一侧的二次电流波形，则显示了在线路C相中存在故障。不过电流波形基本可以进行正确传变。导致整个波形呈现出比较大的畸变。分析C相的故障波形可以看出较为明显的直流分量，并且该分量呈现出逐步衰减的现象，在继电器出现动作后，衰减完毕。但是因为C相波形，尤其是电厂侧的波形存在明显的畸变。因此判断该运行异常的主要原因是线路当中肯定存在差流。进而导致出现了区外误动。经过现场检查后，发现确实是因为线路两侧互感器型号不一样而导致TA不一致，出现了差流。

故障处理

针对上述变电运行中二次回路的运行异常情况，主要考虑互感器。一般而言，互感器拥有较大的励磁阻抗。在正常运行当中是不会出现突变现象的，而互感器要出现动作，一般情况下都是根据二次产生的自由分量来确定。而自由分量通常情况下都会出现衰减现象，只要自由分量不超过互感器的限制，一般情况下是不会出现误动作的。当然互感器的铁芯会因为自由分量的存在而导致出现饱和现象，进而降低励磁阻抗，如果分配的励磁电流增大，铁芯就会进入深度饱和状态，自由分量如果没有衰减到零，就会产生一个续流，引起动作。因此根据案例当中的实际情况，采取试验的方式通过选择型号SH5P30、变比1000/1、220kV的电流互感器来进行实验，二次负荷达到0.5Ω。经过比对后，发现一次电流出现明显的增加，并且呈现的是非周期性的分量增大，互感器饱和程度增大的特点。特别是220kV的电流互感器周期分量达到了30kA，非周期分量则是100%。针对试验监控到的波形与案例中的故障波形非常相似。因此，确定确实是互感器上的问题，线路上的互感器必须要选对，两侧均需要选择参数、变比等相当的互感器，一般要按照互感器选择用计算导则来确定，并且重视二次回路的负荷状况，尽可能将线路两侧的二次负荷调整为一致，如果实在有困难，则需要根据国网电力提出的十八项重大反事故措施来处理。

某变电站直流接地假象异常分析

直流接地假象

在二次回路当中，出现直流接地假象故障，通常都是因为二次回路当中存在环网问题。例如，某变电站就出现了一起直流接地假象故障。具体是在变电站操作人员按照控制室要求，将变电站网控楼的1号变压器0.4kV低压侧的开关断开后，再次断开6kV的高压侧开关，并且置于隔离位置。总体上操作过程是正常的，但是有一点是，忘记了拔下开关的二次插接件。进而在网络楼的110kV配电盘内直流卷圆监测仪报告系统存在正极接地。对地电压在55v以上，随后接地电压下降至23v。闪光报警系统的直流接地监测装置立刻报警，显示接地故障。

（二）直流接地假象分析

针对该故障现象进行分析，因为变压器的高压开关控制源是1LBR110VDC的直流配电盘，低压侧则是0LB110VDC配电盘。闪光报警器的主电源与低压侧二次回路主电源一致。不过报警装置内部设置了DC/DC装置，可以将电源调整为24VDC。上述两个配电盘当中均设置了危机直流接地监测仪。低压侧监测仪由XXS-4050功率的电源组件来进行接地监测。根据故障现象来看，可能是因为0LBM110VDC配电盘有问题，经过现场查验发现并没有故障点。因此考虑可能故障点位于24VDC上，故障原因可能是存在寄生回路。由此展开进一步分析和站点查找，经过试验，发现当低压侧开关室中的某根电缆线断开控制开关后，接地报警信号消失，因此确定故障点位置就在该电缆线上。进一步查找发现故障点位于该电缆线高压侧开关的一对无源触点。将电缆线低压侧隔离后发现高压侧依然存在13VDC的电源存在。因此，确定造成直流接地假象的原因是寄生回路。进一步检查高压侧开关控制室，在该开关控制室内部有5路二次回路（直流供电），一路交流电路。系统相对比较复杂，根据相关要求来看，二次回路是不应出现交叉点的，而在该系统当中可能遗留了交叉点，经过分析可能是在调试期间没有做好调试工作，虽然调试时正常，但在特定的变电运行工况下，可能会因为寄生电路而造成两个不同的回路，形成电气连接。

（三）直流接地假象处理

针对该问题的处理方法在于尽可能消除公共信号端的存在，尽可能不使用信号公共端。因为二次回路相对比较复杂，如果布置不恰当，会给寄生回路一个有利生存环境。要解决寄生回路问题，主要还是在前期跟设计院和厂家沟通，确保回路不存在公共端，或者是个性定制的短接片，同时要注意防止出现接线错误。要配置接地监测仪，在端子处或是其他的屏柜端子箱位置要进行明显标识，验收以及调试必须要严格把关，尤其注意调试工作当中的运行工况以及操作方式。在日常的变电运行当中要加强巡检，按照规定要求进行回路绝缘测试。确实出现了故障，则需要及时取得故障前后的信息，并利用排除法等方法快速找到故障点，快速排出故障。

直流接地假象，这种故障通常都是因为二次回路存在环网问题，当然环网问题并不一定导致的就是直流接地假象故障。上文案例中所呈现的寄生回路导致的直流接地假象，在环网当中通常不是共正极环网，就是共负极环网。在这种情况下当采取并联的母联开关断开运行，如果一段直流母线出现接地，即便是接地架线，就会因为共极环网而形成一个接地系统。

从环网的角度来说，针对上述案例揭示的环网问题，可以在正常运行时模拟一段直流母线出现高电阻接地的情况，然后借助便携式仪器来进行站点查找，此方法可以非常有效地找到二次回路中的寄生回路。具体而言，是在母线负极增加一个电阻来模拟母线直流负极接地，用便携式仪器来测试另一段母线上的接地情况，如果有寄生回路，那么当一段母线存在负极接地，那么检测的这一段母线必定会接地。

结束语

综上所述，在变电运行当中二次回路如果出现异常情况将影响供电可靠性。因此充分分析变电运行中二次回路出现的异常问题具有显著现实意义。在本文当中重点以两种变电运行中的二次回路运行异常进行了讨论，并以实际案例的形式进行了分析，可能存在不足，但希望可以为二次回路的正常运行提供一些参考意见。

参考文献

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