继电保护及二次回路现场作业安全水平提升探讨

继电保护及二次回路现场作业安全水平提升探讨

杨嘉靖

中国大唐集团科学技术研究院有限公司水电科学研究院 广西南宁 530000

摘要：近年来，我国的基础建设的发展迅速，继电保护及二次系统是电力系统中非常重要的一个系统，主要包括微机保护装置，各种安全自动装置及相应的连接回路。继电保护必须满足以下基本要求：正确的故障诊断，快速的响应速度以用对电力系统产生最小的影响。为了达到这些要求，我们必须分析电力系统中可能发生的所有故障类型和不正常状态，并针对每种事故，分析并研究继电保护需要做出的反应。另外，我们必须还要考虑到继电保护装置自身不正确动作的可能性，并提供后备保护方案。所以，对电力系统实际运行中发生过的一些继电保护故障，分析其发生的原因，提出防止发生类似故障的方法十分必要。

关键词：继电保护；二次回路；现场作业；安全水平提升探讨

引言

应用在线监测技术与故障诊断技术之前，应先充分了解智能变电站继电保护二次回路的组成、特征。首先，继电保护是一种针对电力运行故障的保护措施，主要保护对象是存在安全隐患、可能发生运行故障的电力活动、电力设备，以此达到维护电力系统正常运行的目的。其次，继电保护二次回路是能够对设备进行检测、控制、调节、保护的电气回路，主要由二次设备组成。二次设备是可以进行一次设备工况检测、控制、调节、保护的低压电气设备。如各种测量仪表、控制设备、安全自动装置、信号设备等。继电保护二次回路主要包括控制回路、调节回路、安全自动装置回路。无论是哪一种回路，都可以对一次回路设备故障进行检测、反馈。在这一过程中技术人员可搭建在线监测、故障诊断系统，完成故障的自动监测、诊断、反馈。这要比传统的人工检测方法更加简单、直接、有效。

1二次回路检测难点

在传统变电中，二次回路的状态监检测难点在于没有缺少对于回路的监视手段，区别于智能变电站的二次设备及回路,可以通过对虚拟二次回路和光纤回路可视化,结合在线检测系统,可实时对虚拟二次回路进行监视。传统变电站对于二次电缆的监视只能是依靠相关设备的采样间接数据做为依据，来判断该回路是否连接正常。如：对于电流回路，判断其是否有分流，甚至开路，主要是依靠装置的差流告警，对于电流回路开路状态主要是依靠测温等手段。可以看出这种检测手段是结果导向，无法实时对二次回路进行检测。在无法新增检测装置的前提下，对二次回路进行准确判断，可以采用多方数据综合判断，并形成日常评估的分析报告，对于健康程度较低的回路，需要结合停电计划进行整改。

2继电保护及二次系统故障处理的基本思路

在处理缺陷的现场实际工作中，必需具有的基本思路是，可以根据不同的故障类型，采取不同的措施，快速找到故障点，最终找到处理问题的方法。

2.1 正确、充分利用故障信息

对于工作中常会出现的简单故障，借鉴以往的工作经验是很容易顺利查明故障原因的，特别是由于单一的原因造成的故障。但是对于少见的复杂故障甚至动态故障，仅凭工作经验是不能解决问题的，如遇到这种类型的故障，应采取正确合理有效的方法和步骤进行处理。（1）正确对待人为产生的事故。（2）充分利用故障录波和时间记录。（3）利用一次侧线索判明故障点。

2.2 运用正确的检查方法

当继电保护故障发生后，现场的检验是找出问题的必然途径，根据检验的方法、检验项目、检验顺序等，现场检验可以分为顺序检查法、逆序检查法、整组试验法等。（1）利用顺序的方法检查。这是一种相对比较费时费力的方法，但同时也是一种检验最彻底的方法。尤其是在处理微机保护装置拒动误动或者装置逻辑问题时，这样方法尤为有效。它是根据现场的检修规程规定，利用全面检验、调试装置的方法找出故障点。按装置外观检查、定值检查、测量绝缘、电源性能测试、保护性能检查等顺序进行。（2）用逆序的方法检查。这是在微机保护装置出现误动时常用的方法。很多时候，我们在查阅完事件记录及故障录波后，仍然毫无头绪，这就先要以事故造成的结果为出发点去思考，逐级向上查找，一点一点直到找到故障点。（3）用整组试验的方法检验。就是利用继电保护试验仪往保护装置里加入能使保护可靠动作的模拟量和开关量，测试其动作时间及动作逻辑关系，使故障重现，以此来判明问题根源。如果异常再现，那就要结合其它的方法进行检查。

2.3 故障处理过程中需要注意的事项

在现场检验处理的过程中，首先应保证试验电源稳定可靠、试验仪器合格、试验接线正确、电流电压的极性、试验方法等不存在问题，只有这些得到保证，试验的结果才能是真实的。当试验数据、逻辑等都正常时，才能断定是被试元件的问题。（1）试验电源的要求。首先，在进行试验时，电源的容量必须满足要求，必须要有单独的电源供电，试验电源的接线是否接触良好，是否是三相正序对称电压，是否是正弦波等。（2）仪器仪表的要求。继电保护装置测试仪应注意其性能的稳定及精度的要求。万用表及电压表等取电压信号的仪器必须要选用具有高输入阻抗的。（3）对试验方法和内容的要求。故障处理的检测必须按照相关的规程、规定进行，特别注意不要使用大于规程要求电压等级的MΩ表测绝缘、带电插拔插件等，防止对装置产生新的损坏。（4）对作业人员的要求。作业人员要按照《电气安全工作规程》相关的要求来执行，如办理工作票或事故应急抢修单，穿好工作服，带好安全帽，使用绝缘工器具等。

2.4 故障处理的技巧

在故障处理过程中，对于以往重复发生过的故障，可以通过丰富的工作经验快速消除，但是，与丰富的经验相比，具有解决问题的技术能力更为重要，要想不断的提高处理问题的能力，就必须掌握一些技巧。（1）电位变化的方法。这种方法主要处理红绿灯不亮、开关拒合、拒分等控制回路的故障，或者光字牌不亮等信号回路中的一些故障。它是利用万用表去测量二次回路中各节点的直流电压及电位的变化，从中发现确定故障点。（2）替代的方法。这种方法是处理微机保护装置内部故障最常用有效的方法。就是利用规格相同、性能良好的元器件来替代有故障的元器件，如果故障消失了，说明替代下来的元器件损坏，否则还得利用其它方法查找故障点。（3）短接的方法、对比检查的方法及摸拟检查的方法。短接法是将回路中的某一部分或者某一段回路人为的去短接来判断故障是否发生在短接的范围内，以此来缩小故障范围。对比检查法，顾名思义，就是将正常情况下的参数与非正常情况下参数进行对比，差别较大的地方就可能是故障的根源。摸拟检查法就是在正常运行的装置上，根据其原理，人为的制造故障点，如果所设故障点出现的现象与现场实际的故障现象相同，则可以很快的确认故障部位及损坏的元器件。（4）分段处理的方法。分段处理法是将一套微机保护装置分为两个或几个部分，按部分查找。例如检查光纤通道的好坏，可先将光纤通道解开，利用自环的方法来确认装置是否故障；再将解开的外侧光纤通道短接环起来，看对侧能否收到本侧发出的信号来判断光纤通道好坏。（5）逐项拆除的方法。此种方法常用于查找直流接地、交流电源熔丝放不上、保护动作未复位等故障。它是将并联在一起的二次回路线头依次拆除，然后再依次接回原处，如果故障重现，这就说明故障存在于拆除的一路上。缩小故障范围，再在故障存在的这一回路内用同样方法查找更小的范围，直到找到故障点。保护及自动装置的事故处理除了技能的因素之外，具有高度的责任心和使命感更为重要，这样才能利用良好的技能优势和认真的工作态度，快速排除故障。

3智能变电站继电保护二次回路故障诊断技术

3.1SV/GOOSE连接诊断技术

处理层连接的接收端设备如果在一定时期内没有收到SV/GOSSE信号信息，就会发出警报，以利于故障诊断。例如当继电保护装置的连接出现异常时，继电保护装置就不能有效地获取信息。当无信息时，站控MMS可以对继电保护装置发出会议链路中断警报。这种方法还可用于合并单元SV异常、网分设备链异常和测控设备链异常的故障检测，指出了直采回路与网采SV端口模式存在差异，无法进行链路状态对比，无法判断故障，无法找到故障点，从而能够预先设定故障点，绘制故障点概率曲线。

3.2交流电路故障诊断技术

可用网络消息记录分析设备、继电保护设备来采集、分析、判断交流回路流量信息，使故障监测、诊断工作迅速完成。对智能变电站，多采用双AD采样方式，并配置双重保护机制，分别对采样值、保护机制的实际采样值进行对比分析，确认相对误差在允许的范围内。如果继电器保护装置无法报警，则该电路被认为可以正常工作。如果错误超出允许范围，且继电保护装置发出的警告信息不正确，则可对电路异常进行确认。

3.3保护性诊断技术

通过监控交流回路的位置信号来判断其运行状态。在实际操作中，常采用双回保护对两回保护的实际动作进行监测、诊断，以判断保护装置的运行状态，例如其实际操作、输出时间等。值得一提的是，在这个过程中，输出时间根据GOSSE开关的实际情况来计算，这样才能进行准确的检测与判断。另外，对于带有单一复位保护装置的两级回路，主要是借助网络信息记录分析器对各模块进行监测，并进行模拟、对比和分析。同时，还需要将实际监测结果与测控装置发出的定位数据进行对比，才能完成对开关量系统运行状态的实时监测。通过模拟量的变化与实际动作逻辑的对比，对动作的准确性作出判断。

3.4检修维护继电保护二次回路的质量

在继电保护二次回路中的元件种类和数量较多，任何一个元件的质量和性能都会对整个二次回路的运行状态产生影响，所以在二次回路检修时要重点加强对各个元件的质量和性能进行检查和测试。针对每个元件在二次回路中的功能和使用频率等因素，制定适宜的检修内容和检修周期。对于使用寿命较短、损坏频率较高的元件，要保证这类元件库存的充足性，以满足随时更换的需求。对于使用频率不高，但容易出现绝缘失效、老化、松动等现象的元件，要做好日常维护。为了保证每个元件都能够高质量高效率地运行，一定要选择性价比较高的产品，以降低继电保护二次回路发生故障的概率。比如在选择电流互感器时，对于测电流较大的继电保护装置，可以选择带小气隙的电流互感器，利用铁芯剩磁小的特点提高电流互感器的饱和难度，进而提升保护装置的性能。

结语

二次回路的作用主要是对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路，所以一旦二次回路发生故障，其所承担的相应功能将会受到直接影响。如果继电保护二次回路出现故障，将会导致继电保护系统运行的可靠性受到影响，在一次电气设备发生故障时无法及时采取正确而有效的保护措施，从而导致安全事故的发生。继电保护二次回路的安全运行，可为电力系统的安全稳定运行提供重要的保障，所以要加强对继电保护二次回路的检修维护。

参考文献

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[3]李晨.继电保护相关二次回路在线状态检测技术的分析[J].通讯世界,2017(09):237.