继电保护装置二次电流回路完整性的测试方法

林向伟

（皖能合肥发电有限公司，安徽合肥 230002）

0 引言

变电站系统内的电流回路较多，导致接线线路相对复杂，易出现短路等故障。在运行过程中，若未进行一次通流便直接进行二次通流，则线路回路故障排查效果难以得到保证，无法保障电力电流系统的运行安全，影响变电站各项电流系统的平稳运行。在传统方法中，利用设备运行期间产生的负荷电流数值，判断电流回路的流通性，这种方式安全隐患较大，虽然检出效果较为理想，但产生万伏高压后会损坏设备，危及人员生命安全。

1 继电保护二次电流回路故障原因

继电保护作用机理是通过控制电路线路中的各条路径，当某设备/元件发生故障时，继电保护发出切断指令，切断电路中与故障位置最近的线路，避免危害扩大。现阶段处理中发现，电路各类设备发生故障比例降低，继电保护装置中的二次电流回路发生故障比例却逐渐增加。因此，目前电力企业进行故障排查，应格外注意二次电流回路的故障问题。二次电流回路产生故障，主要是两类典型原因。

（1）保护装置启动频率较为频繁，干扰正常运行节奏，导致系统运行紊乱，难以发挥出继电保护应有作用。

（2）变电站场建设过程中，因施工人员失误，导致线路外露，或者施工包裹不严，线路中的各处接线易生锈，造成二次回路的运行出现断点，不利于电路保护措施的落实。

2 提高二次电流回路完整性的措施

2.1 二次回路刷灰

为解决因线路暴露引起的电流运行不畅问题，可以在施工中加强电缆线路绝缘护套的自我保护能力，通过刷灰方式，做好防患措施。对二次回路做刷灰方法处理，需要注意以下3 点。

（1）应将刷灰工具清理干净，保证工具齐全，刷灰质量将直接影响二次回路的防患性能。

（2）需要有效清理二次回路中的相关电气设备，确保刷灰前的继电保护装置整体干燥，提高防患效果。

（3）刷灰完毕后，运行电力设备，判断继电保护是否被安全措施保护完整，侧面检测刷灰质量。

2.2 紧固回路螺丝

判断二次回路中的螺丝稳固情况，螺丝能将二次回路的电缆线路进行有效固定，保障其正常连接状态。通过线路稳定，可保证二次回路运行期间能维持较高运行能力。螺丝未紧固，会发生短路，造成整个设备系统的联系状态被切断，继电保护失去对线路的控制能力，电力设备由此停运，造成变电站的效益损失。

2.3 绝缘遥测方法

对二次电流回路进行绝缘遥测方式的预防措施，可主要应用在故障排查过程中，由此完成对电流回路的切实保护。但在绝缘遥测时，需要考虑到绝缘故障。因此使用该方法应首先确保回路的端子连片是否处于连接状态。在二次电流处于母差的保护屏范围时，绝缘方向也应和设备进行靠拢。通过彻底解决故障的方式，完成设备检修工作。其中母差保护屏将会整理保护回路信息，工作人员应完整记录留存这类数据。

3 回路完整性的测试方法

3.1 测试意义

变电站的各类系统和设备，只有当所有设备完成其既定规划工作，才可为变电站整体平稳运行提供最大基础保障。当设备出现故障时，则大概率引发系统停运事故，导致变电站场的实际产出下降，影响既得效益。继电保护装置能为整个变电站场提供稳定、高效的故障处理办法。现阶段由于二次电流回路问题，导致继电保护不能为电力系统提供较高保护性能，由此产生极大危害。

若设备、线路带电前就产生缺陷故障，运行前未对其充分检测，则将带动整体设备产生故障。因此，电力建设单位现阶段紧急处理的事故类型较多，需要尽快检出接线缺陷等隐患，确保回路保持完整性。然后对变电站进行调试的过程中，可以将一些主变或者启备变当作升流设备，由此进行处理。这样便可有效检测出变电站受电范围中的电流运行情况，以此明确出二次回路具体位置。排查二次电流故障过程中，还需进行相别、变比以及各种变量的分析，以此能够对相互相位以及极性，甚至是保护方面进行相关判断。在工作过程中，只有保障该电流回路在正确环境中，才能够进一步保障所有电气设备，都能够平稳运行。

3.2 测试原理

二次电流回路在正常运行中应保持绝对的完整性，才可避免出现短路等故障。因此对其进行完整性测试，分析得到的数据，判断该方法的切实可行性。完整性测试的原理是通过变压器装置经操作后产生的各项数据，来判断电流回路是否完整[1]。首先在变压器的低压位置上，选择测试位置，做出三相短路操作。同时在变压器的高压位置上安放电压可调节的380 V 交流电源装置；其次需要利用变压器装置本身存在的短路阻抗特性，生成三相一次的电流；最后需要分别测定一次和二次回路的电流实际值，还需测量相位数值。根据设备图纸和保护装置构造，分析该方法测得的数据是否和设计图纸中的数据吻合，借此判断该二次回路的完整性和方法的准确性。

3.3 测试优势

这种方法得到的测试结果可供后续检验，其测试过程中具备三大优势。

（1）测试方法中的接线操作相对简单，并且得到的数据能够相对准确、真实。尤其是在带电运行前期便可进行检测，提高了设备检查时的安全性，充分确保在电流回路中准确检出接线缺陷等故障类型。

（2）该测试方法可以自由控制一次电流数值，得出准确测试结果。测试前要计算出一次电流数值，在电流过大情况下，则可以在高压位置的电源一侧安设三相调压器，调整试验电压，准确控制一次电流数值。

（3）该测试方法可充分保障人员及设备的安全，若一次电流数值较小，即使发生了电流的二次回路情况，因存在开路缺陷，导致二次回路中的最大电压仅为几十伏，充分保障测试安全。

4 实际案例

分析某电力建设企业变电站建设案例，判断二次电流回路的完整性。该案例选用二次电流回路作为分析对象，其主变系统的相关数值：额定容量5 万kV·A，高低压侧的额定电压，高压110 kV、低压10.5 kV，额定电流262.4 A/2749 A。该系统采用YNd11 作为接线方式。

4.1 具体测试方法

该案例需要对主变高低压做出分析，根据数据判断电流互感器变比条件为高压位置600 A/5 A、低压位置3150 A/5 A。首先计算参数，在110 kV 处位置上增加三相交流电压，数值为380 V，并在10.5 kV 位置上增加短路点。因此可得到高压位置中的电流公式为380/（110 000×18.3%）×262.4，最终计算出高压位置处电流为4.95 A。同理可计算出低压位置处的电流示数为51.87 A[2]。

通过高低压侧的电流互感器装置，再次进行变比计算。将110 kV 位置中的高压侧做出二次电流计算：4.95/（600/5），得到高压位置的电流数值是41.25 mA。同理计算出10.5 kV 下的电流数值是82.33 mA。

计算出各位置下的电流示数后，首先记录测量数据。分析试验数据可以发现，其二次电流回路中测得的相应相位，需要依据A431 作为基准，同时其中的变压器接线组部分是YNd11。变压器高低压侧电流互感器在二次回路中采用星形接线方式。现阶段，安装继电保护差动装置过程中，都会选择在机器设备内部，进行自动转角。同时，电流互感器位置的二次侧还需要使用星形接线。

4.2 测试结果分析

通过开展测量工作，分析测量结果，高压一侧理论为4.95 A，但是实际测量结果是4.7 A 上下；高压侧二次理论数值是41.25 mA，但是二次实测仅为37 mA 左右。在另一端低压侧测量时发现，其实际测量结果约为54 A，但是理论数值为51.87 A。高压侧二次理论值82.33 mA，实测值8l mA 左右。这种情况可以说明，测试的方法与设计规范中的具体要求有着一致性。

测量二次电路中的相位差，需要以A431 为基准。但是由于A431，主要是用于高压侧的差动一组，因此会使得高压侧电流互感器的二次引入极性，相比较低压侧的二次电流回路当中的A531，在相位上相反。但是在变压器接线组上，是YNd11，相比较高低压侧，相差将近150°。高压侧A451、A441、A471、A461 和A431，为同一方向即为0°。低压侧A541、A571、A561、A551 和A431 为同一方向，变压器30°的角度差即应为330°，B、C 相同理[3]。测量结果和理论分析结果基本一致。

最后，需要综合性分析上述结果，发现测量结果具有合理性和准确性。因此可以有效地对其中各种保护、测量以及计量接线等，进行一定调整和推测。发现没有出现开路、接线错误等问题，采用这种方式可良好判断回路完整性。

5 结论

继电保护装置一旦发生误动或拒动现象，会大概率影响到整个电力产业的安全生产进度。因此选择高效、有效的检测方法，检查电流回路的接线缺陷问题，可以确保变电站较高水平收益。在回路完整性的测试方法中，主要通过变压器和电流互感器装置测出的数值，来判断回路运行状态。根据分析可知，选择星形接线方式能实现二次电流回路的较高稳定性。