浅谈电力系统二次回路及继电保护调试

2019-09-10崔敏

电力与能源系统学报·中旬刊 2019年3期

崔敏

摘要：继电保护二次回路合理的应用到电力系统中，可以确保电力系统稳定性运行，并且可以实现自我控制。但是，从目前的情况来看，受各种因素影响，其在应用期间经常会出现各种问题，这也就导致电力系统继电保护二次回路成为了工作中的重点内容，因此，要从实际情况出发，做好继电保护调试。

关键词：电力系统;二次回路;保护调试

当今迅猛的经济发展势头之下，带动了日益增长的电能需求量，这种需求极大的促进了自动化技术手段在控制电力系统方面的应用。自动化技术对于电网运行中的二次回路继电保护和处理更是具有极其重要的意义。通过研究二次回路的继电保护对策能够提高二次回路的稳定性和安全性，为电力系统的可靠运行提供坚实的保障。

1 电力系统继电保护二次回路检修与维护重要性阐释

继电保护二次回路有着优势，同时也存在相应的风险。若单方面测量电气参数，一般都会导致错误判断，如果此时故障参数改变不明显、有负载或者有外界干扰的情况下，系统电气量会不稳定，此时，如果继电保护装置不动作或者出现误动作，设备无法正常运行，严重者不能对故障发生的具体位置进行准确的确定，进一步干扰电网运行的效果。因此，要确保电网的安全运行，就需要加强对继电保护二次回路的检修与维护，特别是电力系统继电保护中容易发生的问题，只有使用切实、有效的解决措施，不断加强继电保护二次回路检修与维护，结合电力系统实际运行情况，才能确保电力系统的安全。但由于工作人员的工作量差异，此项操作危险系数也比较高，需要的技术性含量较高，也增加了检修维护工作人员的难度，需要检修维护工作人员不断提高自身技术。

2 继电保护二次回路的主要功能

主要功能是实现对继电保护装置的监视、保护、控制及调节功能，由所需要的低压电气设备相互连接组成应用回路，其工作原理如图2所示。继电保护二次回路内部包括输入信号、供电电源、开关及测量单元等，通过各个结构之间的统一协作才能保障继电保护二次回路的安全可靠工作。继电保护二次回路的工作情况直接影响电力系统供电稳定性，因此必须针对继电保护二次回路系统运行过程中常出现的问题进行分析，以求在最大限度上保证电力系统的安全可靠运行。继电保护二次回路的专业技术要求较强，但同时继电保护二次回路的操作步骤简单，并且操作规模较小，降低了整个工程量，因此维修成本相对较小，使用性及针对性较强。

3 关于二次回路继电保护的总体概括

3.1 二次回路继电保护具有综合性和复杂性特点

继电保护系统、电源系统、信号系统、测量系统、开关系统构成了二次回路机电保护系统，作为电力系统的重要成分具有无法避免的复杂性。二次回路继电保护系统能够在运行过程中通过多个系统预定完成单一系统完成不了的任务，因此二次回路继电保护除了复杂性还具备综合性。

3.2 二次回路继电保护具有安全、经济和功能价值

（1）安全价值

以往的电力保护装置发生故障概率较高且反应迟钝，无法对电力系统提供较好的保障。二次回路继电保护作为以自动化控制手段随整个电力系统进行分析和测试，提高了电网的安全防范性，不仅极大的维护了操作工人安全，也维护了整个电力系统供电的稳定和安全。

（2）经济价值

二次回路继电保护装置不仅容易维护和操作，而且体积小、造价低。在极大的节约维护和建筑成本时，也最大可能的减少了电网内部的电消耗，从而降低整个电网的运行成本，间接的提高了经济价值。

（3）功能价值

二次回路继电保护系统不仅保护空间大而且拥有广泛的控制范围，因此也具有较大的功能优势，可以让二次回路继电保护把自身的优势性能能够充分发挥出来。

4 电力系统继电保护二次回路的作用

在电力系统运行的过程中，如何建立良好的电力系统运行秩序成为了重要的一个环节，为了保障电力系统的良好运行，在电力系统运行的期间，就必须要加以相应配套的维护，在电力系统运行发生故障时能够及时的发现故障的原因并且找到故障具体位置，使工作人员能够及时的解决故障，以防止电力系统运行故障带来不必要的麻烦。继电保护二次回路的装置可以有效的防止事故的发生，在检测的范围内，维护系统的运行安全。继电保护装置的本身体积较小，相对于传统的电力系统保护装置来说，在继电保护装置的材料和质量上面有了很大的改进，重量要比传统的装置小，这就给电力行业带来了便捷性，在构建传输渠道的时候可以大大减少保护装置在電力系统中占据的空间，降低电网运行成本。继电保护二次回路的发展和优化使其能力更加强大，在其抵制干扰、绝缘等方面都有了大幅度提升。

5 继电保护二次回路的优势

在电力系统运行过程中，继电保护二次回路发挥着重要作用，通过对其的合理应用，能够快速的测试电力系统在运行过程中存在的故障，从而采取相应的措施对故障进行处理。继电保护二次回路在实际应用过程中优势主要体现在以下几个方面。

5.1 高安全性

继电保护二次回路的合理应用，在一定程度上可以保证电力系统在运行过程中的安全性。从实际情况来看，电力系统在实际运行过程中，其中一些技术并未随着科技的进步而进步，而是仍然采用过去一些保护方式进行应用，这势必会引起一些安全隐患，会对电力系统的正常运行造成不良影响。继电保护二次回路中国应用的设备和技术都是最先进的，与现代最先进的科技相匹配，能够使其保护职能得到合理发挥，确保电力系统在运行过程中不会出现各种安全问题，降低故障的发生频率，同时，也可以简化维修工作，降低维修难度，提高系统在运行过程中的安全性。

5.2 良好的性能

继电保护二次回路通过对绝缘材料的合理应用，完成对其性能的有效保护。绝缘材料在具体应用期间具有不错的抗腐蚀性，因此，在对其进行应用时，即使长时间暴露在空气中，也不会与外界环境发生化学反应，这也就提高继电保护二次回路的性能，使其在应用过程中能够发挥出更好的性能，为人们提供更加优质的服务。

5.3 自动化

在继电保护二次回路中，合理的应用自动化系统，通过对该系统的应用，可以快速、准确判断系统的具体运行情况，从而能够使系统的运行速度得到合理提高，将障碍排除，使其智能性能够得到合理发挥，确保电力系统在运行期间不会出现任何问题，保证系统运行的安全性，为人们提供高质量的电能。

6 保护和维护二次回路继电系统的方法和对策

6.1 负荷检修与保护方法

如果要想使二次回路继电保护处于正常运行状态就要严格控制电流负感器的承载电荷大小，电流互感器在正常运行的情况下励磁电流应该根据实际需要适当降低。二次回路降低二次电负荷有很多方式具体包括：选择弱电控制用的电流互感器、降低控制电缆的电阻等。定期检查互感器的运行情况是保证降低负荷的前提。

6.2 质量的保護与检修对策

二次回路的质量对于继电保护会产生直接至关重要的影响，其中构成二次回路的各种器件不仅复杂且器件质量决定了二次回路的质量。电流互感器是其中较为重要的器件，市场销售的此类器件繁杂多变，采购人员要根据自身电力系统的情况选择适合的电流感器。如果经检测电力系统电流过大，则需选择铁芯剩磁小即在差动保护系统中选择具有小气隙的电流感器，通过加大电力感器饱和难度方法提高差动保护的装置性能。

6.3 电流的保护与检修方法与对策

电流感器是二次回路电力系统中的差动保护重要器件，是电力工程师在建构差动保护时首先分析和考虑的内容。这就要求工作人员合理选用型号合适的电流感器安装至二次回路电力系统。目前最常使用的电流感器为差动保护专用D 级电流互感器，这种装置通过保护外围静电路，在电流达到顶峰时把二次回路的差动保护回路电力负荷控制在合理误差范围内。

6.4 强化二次回路结构的检查

电力系统继电保护装置的主要功能是实现对电力系统运行安全性的保障，当继电保护装置受到故障因素的影响，不仅不能保证继保装置原有的保护作用，同时还会严重影响到电力系统运行的稳定性，因此加强对电力系统继电保护装置二次回路结构的检测就尤为重要。电力系统运行过程中产生的信息与继电保护的工作情况有直接联系，因此需要在维护过程中对不同信息进行分类处理，以方便电力系统的自动化操作。在实际工作过程中还可以采用模拟仿真的方式对继电保护二次回路的工作情况进行检测，电力系统继电保护装置的模拟仿真结构如图3。

6.5 强化二次回路调试的检查

当电力系统继电保护二次回路发生故障后，检修人员会根据不同的故障采取不同的处理措施，此外为了避免该故障处再次发生同种故障，检修人员会在回路进行相应的调试检查。电力系统操作人员目前主要采用计算机网络模拟的方式对继电保护二次回路进行调试操作，从而可以在调试过程中较为准确地发现继电保护二次回路中的潜在故障，当检修人员对各部分都进行相应调试后，确定各环节中都不存在隐患，则可以将继电保护装置投入系统工作。

6.6 二次回路的保护检修与对策

电流的差动保护在二次回路中具有一定难度，另外还会遇到操作难度更大的情况，这就需要电力工程师根据实际情况适当选择差动保护的形式。目前比率差动保护是二次回路保护运用较多的形式，此种方式能够良好的发挥故障诊断性能，当装置保护性能增大时，即使继电保护回路电流增大也会降低故障风险，防止误动、误操作等现象在故障期间发生。

7 二次回路继电保护调试

7.1 继电保护装置

针对继电保护装置，在对其进行分析时，可以将其合理划分为以下几个部分：

（1）逻辑部分

该部分的作用就是对保护设备的具体状态进行合理判断，确定保护作用能够得到重要发挥。

（2）测量部分

对被保护设备在实际工作过程中的具体状态进行测量，对涉及到的相关电气量情况进行详细分析，从而为人们相应的操作提供支持。

（3）执行部分

执行保护装置在具体运行过程中需要承担执行责任。

继电保护装置在实际运行过程中，可以反映保护设备出现各种故障，或者因为运行状态存在问题，使断路器跳闸，或者发出信号的一种保护装置。电力系统中，如果保护设备在运行期间，出现了异常现象，此时，保护装置将会自动发出相应的信号，起到提醒值班人员的作用，值班人员依据接收到的信号，采取相应的措施对存在的问题加以处理，从而使设备的运行能够恢复正常;如果被保护的设备在运行期间出现了问题，通过对继电保护设备的合理应用，能够使其免受破坏。

7.2 变压器保护

变压器继电保护配置主要分为以下内容：

（1）差动保护

针对变压器来说，其在运行过程中，瓦斯保护以反应变压器油箱内部出现各种故障情况，因此，在实际操作期间，不仅要装设反映变压器油箱内部故障最灵敏，而且快速的瓦斯保护进行保护，此外，还应当装设反映系统中，油箱外部电源侧套管，以及引起出现故障电流型快速差动保护，在系统中，两者应当相互配合，实现对变压器运行情况的合理保护，避免发生安全事故。

（2）后备保护

为了准确的反映变压器由于外部或内部短路原因而引起的电流，同时，避免变压器自身运行过程中各种故障的出现，要做好相应的后备保护。

7.3 线路保护

在线路中，继电保护配置主要分为以下几种：

（1）距离保护

依据发生故障的位置与保护安装处两者间的距离情况，发出跳闸指令。

（2）方向保护

在系统运行过程中，依据电流、电压的具体方向，具有选择性的发出相应的跳闸指令。

（3）低频保护

在系统运行期间，系统负载过大时，会引起系统频率下降，快速切除部分负载使系统频率恢复至正常状态，低频保护通过算法逻辑区分系统故障、系统过负荷两种情况，发出具有选择性的跳闸，实现相应的保护。

（4）自动重合闸

快速切除掉瞬时性故障，然后自动发出合闸指令，完成合闸操作，确保供电的顺利进行。