继电保护电气二次回路隐患排查分析

继电保护电气二次回路隐患排查分析

董铭章

（华电国际电力股份有限公司天津开发区分公司  300270）

摘要：电力行业在生产、生活中起着重要的作用，其设备及系统的可靠性直接影响电力系统的安全稳定运行。二次回路作为电力企业的重要组成部分，其可靠性直接影响一次设备及二次系统的安全运行。继电保护系统作为整个电力生产过程中的重要环节之一，其在保证电网安全性、稳定性、经济性以及可靠性方面起着重要作用。随着电力企业生产规模不断扩大，设备越来越多，对设备进行全面检测和排查隐患势在必行。本文针对继电保护电气二次回路隐患排查相关内容进行探讨。

关键词：继电保护；电气二次回路；隐患排查

1、分析强化二次回路隐患排查的必要性

随着我国经济发展水平的不断提高，人们对电力系统的要求也在日益提高，电力企业对继电保护系统有着较高的要求。从设备方面来看，电力设备需要达到高标准、稳定的性能。为了保证整个电网的安全稳定运行，需要在电网上安装继电保护系统来为电力系统提供可靠保障。从二次回路方面来看，由线路、继电器和指示灯组成的回路，其对电力传输线路起着重要作用，能够确保电气回路之间相互连接以及交流电通过的畅通无阻。二次回路在现代变电站中发挥着重要作用，其能够将电气设备与电网相互连接。通过二次回路还能对变电站内设备等进行监测，从而确保整个电力系统安全运行。从故障排查方面来看，二次回路故障会导致继电保护系统无法正常工作。

二次回路存在隐患严重威胁着电网的稳定运行与安全运行；而二次回路一旦发生故障将使得继电保护系统不能正常运行、控制不住变电站内设备等情况发生，甚至严重影响到电网正常运行和其他用户用电需求。由此可见二次回路的故障排查与排除是电力系统正常运行中很重要的环节：二次回路存在着潜在缺陷会使继电保护系统不能发挥应有作用。在进行继电保护系统隐患排查与排除工作时一定要做到“查漏补缺”；做到“万无一失”。

2、继电保护电气二次回路隐患出现的原因

2.1二次接线方式的不合理

在继电保护装置的安装中，存在着较多的二次回路接线方式不合理等问题。例如，在一些新建的变电站中，为了提高工作效率，二次部分采用了双回路接线方式；当变电站改造时，为提高继电保护装置运行可靠性和稳定性，二次回路采用了单端子双回路接线方式。但在实际的继电保护装置安装时，二次侧没有严格按照规范要求进行接线。例如：当继电保护装置安装时，不能够直接采用两回路的接线方式；当继电保护装置运行时，也不能够使用单端子双回路的接线方式等等。

2.2继电保护设备安装不合理

在继电保护设备安装中，电气二次回路的不合理设置，也是引发继电保护误动的重要原因。当继电保护设备安装于室外时，设备的散热装置和绝缘装置很容易受到周围环境影响而出现故障。当继电保护设备安装于室内时，如设备之间、导线与设备之间或电缆之间存在较大距离时，如果没有进行必要的散热措施和绝缘处理，很容易导致短路故障发生。线路敷设时没有考虑到散热问题而导致线路温度过高，导致线路内部发热而产生误动。对于变压器来说，如果一台变压器内的电源容量较大时，很容易因为温度过高或电流过大等原因形成相间短路故障。

2.3继电保护装置二次回路系统设计不合理

继电保护装置的二次回路设计不合理，具体如下表1：

表1 继电保护装置二次回路设计不合理清单

2.4运行维护人员对二次回路知识了解不够

很多运行维护人员对于二次回路的认识还停留在以前简单、初级的状态，对于二次系统相关规范了解不够全面，对于二次设备运行维护中存在的问题没有掌握。很多运行人员由于不熟悉继电保护系统的原理和接线，经常会出现错误接线、误动作的现象，在检修工作中发现问题也无法解决。有的运行人员缺乏相应的经验，没有掌握正确的操作方法，在进行电气二次回路检查时会出现一些错误的操作方法。有些运行人员对继电保护二次回路系统比较陌生，不知道如何操作相关设备中装置。

3、继电保护电气二次回路隐患分析

3.1安装不规范

电缆线芯截面过小，敷设时容易发生绝缘破损。在二次回路上不安装保护套管，导致继电保护设备无法正常运行。母线与电缆终端间存在较大的电位差，从而产生涡流损耗，影响到电流的传输。母线及母联接线上接地电阻太大，易造成接触不良发生放电烧断接地引下线。保护装置二次回路连接导线不规范，经常在连接处出现松股、断裂等现象，造成线路故障。绝缘杆（塔）端子、避雷器等绝缘件与地面间存在较强放电火花。

由于安装环境影响导致绝缘子串间存在污秽或潮湿的环境，致使导线表面易受潮气侵蚀而发生氧化放电，使绝缘电阻下降而引起误动作或烧毁设备。线路安装时接线方法不对或接地线未按规定接法接入，导致线路中产生大量静电干扰电流；线路上存在大量感应电压时易引起误动作或烧毁设备、造成人身事故和设备损坏。

二次回路未按规定进行二次接地装置接地点连接不可靠造成接地系统短路故障和过负荷故障；连接地线处的铁芯导线长期处于潮湿状态下也易造成铁芯锈蚀和绝缘老化甚至失效等问题引发设备故障。

3.2未设保护装置

电气二次回路是继电保护装置的重要组成部分，其主要作用就是在故障时发出保护动作信号和自动切除故障。而某变电站的低压配电柜却未设置隔离开关，当一台10 kV侧开关跳闸时，由于其不能正常切除，所以会引起10 kV侧开关跳闸；当一台2 kV侧断路器跳闸后，因未及时切除引起2 kV侧开关跳闸；或一台110 kV变压器跳闸后，由于保护装置不能正确动作而使变压器二次负荷过载后产生的热量过大而引起变压器油温升高而引起一台110 kV断路器跳闸。

由此可见，未设保护装置的电气二次回路会给继电保护装置带来很大威胁。相关单位应该及时对相关设备进行检查并加以整改。但该站却对此置若罔闻，导致设备隐患长期存在并不是偶然现象。

3.3接线错误

线路侧接线错误主要包括：

线路侧电源接线错误：由于电网的不稳定，导致线路上的电压与电流也发生了不平衡，从而使得系统对一次电源的不稳压情况下运行，此时就会引起二次回路中各二次回路的动作保护出现误动作，如图1。

图1 线路侧电源接线

线路侧出线接线错误：导线端子接地时将导线直接连接在断路器的刀闸上而未将接地导线接到刀闸的位置上，就会造成线路对一次电源的不平衡，从而引起系统对一次电源或二次回路不稳定。

二次回路接线错误：因为部分负荷属于无功补偿型设备，一旦二次回路接线连接不当就会造成无功补偿装置动作后，产生有功补偿电流过大导致系统电流过大。这时就会对二次系统造成过电压影响。

以上错误原因可能是因为一次设备本身存在问题或被误操作。如果继电保护二次回路出现此类问题时，应及时排查处理故障。同时需加强日常巡视维护工作，加强对二次回路的监控及巡视次数，对于设备上的隐患应立即进行处理并将其消除。

4、继电保护电气二次回路隐患排查内容及方法

4.1二次回路检查项目

①保护范围：根据继电保护装置的结构和原理，按照继电保护的各项功能要求，对二次回路进行检查；

②电源：首先检查二次电源控制箱和变压器接线端是否接好，对电源控制箱内的设备及元件逐一进行通电试验，对变压器输入回路中的各种开关、熔断器、继电器、避雷器、变压器保护装置等元件及相关电器产品逐个进行通电试验；

③二次回路测试：检查二次回路测试仪表是否正常指示，各元件的工作状态是否正常；

④断路器：重点对断路器的动作电流和保护性能进行试验。

对于一般运行状态（包括无人值守情况）的二次回路，应定期检查其二次回路设备及控制箱是否正常工作。

⑤继电保护装置和有关系统装置：应重点对系统主控制装置（如计算机）、主保护装置（如断路器）、后备保护装置（如熔断器、避雷器）及相关电器产品逐一进行通电试验，各部位电气设备应正常工作。如发现异常现象则应及时处理；

⑥其他检查：如线路上的绝缘遮蔽措施是否可靠，有无接地故障及短路故障等；系统接地线接点是否可靠；系统内有无放电火花；开关位置是否正确等。

⑦二次设备及设施：重点对二次回路中的断路器开关、熔断器电流互感器（或继电器）、继电保护装置开关及熔断器电流互感器（或继电器）进行通电测试；对继电保护系统（二次回路）设备进行试验，如检查其电气连接处有无裂纹、老化现象等。

⑧现场安全用电设施：重点对现场用电设备进行安全用电试验，包括检查各类负荷及各种用电设备的接线是否正确；检查各类用电设备的外壳及相关设施是否符合安全规范要求。

4.2检测设备

（1）电桥式电流互感器

其工作原理是通过测量电压来检测电流，进而对电流信号进行处理。通常情况下，电桥式电流互感器在使用中具有较高的电压和较小的额定电流，可以方便地与各种类型的二次回路连接。

（2）继电器

继电器是继电保护系统中最常用、最基本的一种元件，在继电保护的运行过程中起着非常重要的作用。它是由两个可分开安装在电气二次回路中或单独使用并可同时用于控制某一回路或对某一回路进行控制（如：断路器、隔离开关等）的常用元件。继电器在整个二次回路或保护装置中起着连接、转换、断开及保护作用，并可实现对一次、二次回路之间进行自动切换。继电器按其功能可以分为：信号继电器（用于将交流电源信号转换成高频脉冲信号）、定时继电器（用于控制二次回路中的时间）和过载继电器（用来防止设备过载时产生过热）、隔离开关（用来接通或断开继电保护装置所控制的不同电路间的连线）及各种不同用途的按钮或指示灯。

另外，继电器还可以与测量仪表相连接，实现对一次回路中某一点电压和电流以及各二次回路之间电压电流等参数进行测量，并将这些信息存入计算机数据库。同时，一些具有自动检测功能和自动控制功能的电器开关还可以根据二次系统数据进行判断，当判断出现故障时即停止运行或采取其它措施保护二次系统，因此其安全性较高。

4.3检测过程与方法

检测项目：电气二次回路的检测项目包括所有与继电保护相关的线路，如母线、继保系统、变电所设备、断路器等。

检测方法：首先是利用检查表测量各回路的电压或电流，再进行测量时应使用交流电源，这样可以保证电气二次回路中有直流电源，否则测量会受到影响。

在电力系统中电气二次回路所占比例很大，如果将所有连接在该系统上的设备全部打开，会对线路造成很大电流和电压冲击；如果某一回路不能正常工作，会造成其他回路无法正常工作。

检查顺序：从高压到低压、从下向上、从上向下。在电力系统中，电气设备和线路是用电环节最多的系统。电气设备中包含很多种电压级别和电流级别。

而检测工作则需要先对每个电气设备进行检查之后分别对其中一个回路中的各个回路进行检查并逐个对所有的回路进行观察排查，找出其中存在问题与隐患点后再逐一对每个回路进行排查。

4.4排查隐患的注意事项

首先，继电保护装置的安装位置，要考虑到对检修人员自身和检修人员周边的影响，避免二次回路产生干扰。

其次，要在电气二次回路内加装一些保护装置进行保护，避免一些故障对二次回路产生干扰。

第三，要在线路上加装防雷保护装置和接地保护装置。

第四，继电保护中的继电器要及时更换和维修。

第五，继电保护装置不能出现超负荷运行情况。

第六，继电保护装置应该具备相应的校验功能。

第七，继电保护装置是一种比较复杂的电气设备。

第八，当一个二次回路出现故障时，应该及时进行检修和维护、更换。

第九，要定期检查运行中的继电保护装置是否正常运行。

第十，检查继电保护设备是否在安全范围内使用；检修、安装和维修人员是否具有相应的资格证书等；定期对二次回路进行检查和试验；安装在配电间中时应当严格遵守有关规定及技术规范要求；不得影响安全生产。

第十一，如果是发现了电气二次回路的隐患还不能及时解决时怎么办？应当先从这些因素入手解决：第一种情况是检修人员要根据自己设备的实际情况采取措施加以解决；第二种情况是检修人员发现了电气二次回路出现故障后必须要立即向有关部门反映、检修或试验后才能进行处理。

5、结束语

电气二次回路的安全运行，是确保电力系统稳定、可靠供电的关键环节，同时也直接影响着社会的经济发展和人们生活质量。当前，随着人们对生活水平不断提高和对电力需求不断增加，电气二次回路的隐患排查工作成为一项重要任务。电气二次回路作为变电站最重要且最基本的组成部分，其安全稳定运行是变电站运行的基础。只有确保其安全运行才能使电力系统高效平稳、可靠地完成各项任务。本文从电力系统中设备及其二次回路隐患排查、存在隐患原因分析及其预防措施等方面进行了详细阐述，以期对以后变电站工作提供一些帮助和借鉴。

参考文献：

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