变电站二次回路运行异常处理与预防措施

裴印玎，耿晋中

（山西临汾供电公司 检修公司变电运维室，山西 临汾 041000）

1 继电保护二次回路运行异常概述

继电保护装置二次回路在运行中发生各类异常的发现手段、异常象征、处理方法不同。对继电保护二次回路缺陷的发现大致总结为2种情况：一是在继电保护装置检修调试中发现的，对于这种情况，由于现场人员充足、时间充裕、缺陷处理安全措施完备，能够对缺陷及时处理，往往并不会对电力设备的运行产生太大影响；二是在设备非停电的运行状态中由于继电保护装置发出告警信息后，被调度监控人员或运维人员检查发现，对于这种情况的缺陷必须在第一时间及时处理，检查与处理时间延迟、滞后将有可能造成事故扩大，影响设备、电网的安全稳定运行，同时也对处理人员的故障解决能力提出很高要求。结合继电保护二次回路的结构，其构成部分可主要划分为电流回路、电压回路以及直流回路。

运行中，电气设备严禁出现无保护运行。在继电保护二次回路运行中发现异常时，若不尽快消除则将可能造成运行设备发生异常、故障不能正确动作或设备运行正常发生误动作。二次回路发现异常在短时间内不能消除，则需要决定是否将运行中的一次设备停电，同时必须保证电网、运行设备安全运行[1]。采取有效措施防止继电保护二次电流回路、电压回路、直流回路出现短路、接地等故障，从而避免对运行状态的电气设备产生不利影响。

处理继电保护二次回路运行中的异常时，通常为异常现象时间较短，异常时间不能保持以便于查找分析，缺陷问题多重、并非单一，现场异常处理工作存在诸多困难。另外由于缺陷处理时电气设备不停电，处理人员现场安全风险较大，这就要求作业人员应熟知现场继电保护装置及二次回路，具有高素质技能水平的同时还要具有丰富的现场实践经验。

2 电流回路异常产生原因及发现处理

2.1 产生原因与检查发现

电流回路的异常情况有很多种，但主要包括输出电流的偏差大、电流回路的开路等故障。电流回路出现输出电流偏差大的主要原因为电流互感器本身输出存在问题或电流二次回路又发生一点接地而随之产生分流情况[2]。电流回路出现开路，则会在开路处产生高电压而危及设备和人身安全。使电流回路发生开路的主要原因包括设备质量、人为原因2个方面。设备质量包括电流互感器本身和电流二次端子排质量，设备质量造成的电流回路开路的现场事例很多。人为原因是指在对继电保护装置校验工作结束后，作业人员未逐一对端子紧固或遗漏恢复电流回路连片而引起开路，这种人为原因造成的电流回路开路情况在通过对继电保护采取措施票制度后能够有效降低发生概率。

在对设备巡检期间，发现电流二次端子排位置存在明显过热火烧的痕迹及有时伴随虚接放电火花现象，此时可以断定电流互感器回路发生开路情况。在电气设备运行中，继电保护装置持续或者频繁出现电流断线、差流越线等预警信号，可能是由于电流回路存在异常而引起的。

2.2 异常处理注意事项

由于电气设备在运行状态，电流回路开路会产生高电压。在处理电流二次回路缺陷前，必须做好相关安全技术措施。想要确保电力设备能够安全、稳定运行，对电流回路短接、断开前一定要先退出保护，且电流回路没有恢复到正常状态时一定不能投入保护。作业时，相关人员必须做好绝缘垫的合理使用，保证电流回路不失去接地点，如果打开电流二次回路联片使电流互感器源侧失去接地点，则应增设临时接地点，并在缺陷处理完成后予以及时拆除。

2.3 处理方法

2.3.1 电流回路开路

因电流互感器质量原因引起的开路需要将一次运行设备停电后进行处理，而由于电流二次端子排存在质量问题导致开路发生时，作业人员要先在远离开路点位置的电流互感器二次端子箱内封好电流互感器源侧，测量回路二次电流，在确保电流回路源侧有流、负荷侧无流的情况下断开回路联片，更换发生端子排开路点端子[3]。若开路点端子连线发现同时有发热情况，则应对端子连线一并更换。更换后返回电流互感器端子箱处，恢复前期已断开的回路联片，拆除电流二次回路源测短接线，在对电流二次回路源侧和负荷侧进行电流测量且其数值一致后，方可恢复投入所退出的保护。

2.3.2 电流输出数值偏差大

问题通常为某一相电流互感器或者二次回路异常所引起的，这时需要对现场测量电流互感器二次回路三相电流数值是否平衡的方法进行分段查找。在电流互感器二次端子箱内封好二次回路，首先测量电流二次回路源侧三相电流数值是否平衡，若源侧测量发现三相不平衡，则判断电流互感器设备本身存在输出问题，需要将一次设备停电处理；若源侧测量三相电流数值平衡，则认为从室外端子箱至室内保护、测控等屏柜及所串联的二次回路存在问题，按照此方法继续分段查找，不断缩小检查范围，最终发现缺陷具体位置并处理。

2.4 缺陷预防措施

根据缺陷现场处置经验，电流回路缺陷通常是由于设备质量问题造成的。应重视在设备招标、监造、交接等环节确保电流互感器、端子排等一二次设备质量。设备招标时应充分考虑已在运厂家设备运行工况，是否存在家族缺陷，同时设备制造厂家也应做好工艺改进、技术革新。施工阶段要求现场组屏厂家选用质量过关的产品。在设备投入使用前，现场应做好交接检查、试验。测量电流回路电阻时，在对电流回路断开处上、下测量电阻的同时，应注意对回路本身联片接触进行检查，严禁问题设备投入运行。（2）做好设备日常巡视维护检查。电流二次回路异常、故障情况复杂，由于有些异常情况未有告警信息，造成回路异常不能及时发现与处理。这就要求加强设备日常检查维护工作，确保发生回路异常情况时可以及时发现与快速处理。（3）提高电流二次回路定期检查、校验工作质量。在定期检查、校验工作中，要对电流二次回路每个连接部分进行螺丝紧固、检查和清扫。全面检查、测量电流二次回路中的绝缘状况和电阻，与历史测量数据比较，确认三相测量电阻是否平衡，发现问题及时处理。（4）为防止人为原因造成的异常情况发生，现场作业必须严格执行继电保护措施票制度[4]。

3 电压回路异常处理及预防措施

电压回路发生异常涉及保护、测控、计量、仪表、远动等诸多装置的正常运行，通常为电压回路断线，在发生电压回路断线时，应首先将与电压相关的保护退出运行，防止保护装置误动。

3.1 电压回路异常处理

发生电压回路断线，在检查处理时应对电压二次回路中熔断器、空开、隔离开关辅助接点等薄弱环节进行查找，具体可按下列顺序逐一排查。

首先，确认电压二次回路是否有人工作。检查电压互感器二次熔断器是否熔断、空开是否跳闸，通过检查判断电压二次回路是否有发生短路。完成上述检查后，核实与电压二次回路相关地点有无人员作业。现场工作中存在人员误碰导致电压二次回路短路或接地的可能，如作业人员接线误碰、拆线误拆等情况，查明确系人员误碰原因导致短路或接地，在消除电压回路短路或接地故障点后，更换回路熔断器或合上跳闸空开后恢复正常运行。

其次，检查电压互感器二次回路熔断器接触是否良好。因熔断器安装工艺导致，发生接触不良的概率较高，如熔断器底座卡弹压力不够造成熔断器接触不良。现场可采取临时增加熔断器底座卡弹压力措施进行处理，设备停电检修安排对熔断器底座进行更换。

再次，检查电压互感器二次回路隔离开关辅助接点接触是否良好。隔离开关在分合操作后，存在辅助接点转换不到位而造成接触不良的现象。电气设备运行时，对隔离开关辅助接点手动调整到位，若手动调整后测量辅助接点仍不通，则可倒换备用接点，设备停电检修，对接点进行调整和更换。

最后，若上述检查均正常，现场测量电压互感器二次引出电缆的电压是否正常。若测量电压不正常，则需先做好现场的安全措施，后拉开电压互感器一次隔离开关，再检查和分析电压互感器一次熔断器。如果测量电压正常，则结合图纸检查和判断线路是否有断线、接触不良等情况。

3.2 电压回路异常预防措施

（1）提高电压回路检修质量。利用设备停电检修机会，应对电压互感器与一、二次熔断器安装接触情况、电压回路隔离开关辅助接点及二次空气小开关、接线端子接线等是否接触良好进行检查并处理，必要时对隔离开关辅助接点进行调整、更换。

（2）防止人员作业行为导致异常、故障发生。在现场施工作业过程中，特别是作业面较大且涉及多处接线、改线施工，现场开工前要充分做好现场施工作业危险因素分析，执行继电保护安全措施票。拆除线缆时应首先拆除线缆两端线芯，对线芯逐个验电确认没有电压，再经核对是同一根电缆后撤除，避免人为误拆运行线缆。对于工作区域中带电运行的电压二次回路，应完善现场保护措施，完成安全技术交底并采取绝缘保护。

4 直流回路异常处理及预防措施

直流回路发生运行异常情况，通常可概括为直流回路接地或短路、直流操作控制回路异常、直流信号回路异常[5]。

4.1 直流回路接地

若直流系统存在一点接地的情况，就不会存在短路电流，能够继续运行和使用。但一定要做好接地点的迅速查找，并及时对接地故障进行处理，否则若另一点出现接地情况，就可能会导致信号装置、断路器和继电保护等装置发生误动作、拒绝动作，还可能会使直流电源出现短路情况，导致熔断器发生熔断、直流电源的开关断开等，此时设备就会缺失电源，造成电力系统出现更加严重的故障或者事故。因此，直流系统存在一点接地并继续运行和使用时，一定要避免长时间的运行，而且还要对其运行过程做好在线监测，及时查找和消除接地故障。

直流回路出现接地的原因有很多，主要包括如下因素：（1）工作人员作业中存在误碰情况，或者万用表应用中出现表档错误，如用电阻档测量对地电压，导致直流回路出现接地，接地现象一般为瞬间1次或间歇多次；（2）现场设备带电水冲洗时（主要是对附属设备进行水冲洗），由于防护措施不完备，导致直流回路进水造成接地；（3）室外布置的设备箱柜、二次接线盒体因密封不良或除潮措施不到位导致潮湿或者雨水进入内部时，会导致直流回路的接地；（4）回路的接线问题导致直流接地信号的误发情况，如中央信号电源和支路信号的电源取自不同的直流电源，造成电源正、负极的流出电流不等，进而造成直流接地信号的误发；（5）直流回路接线部位裸线部分较多、线头接触柜体造成直流回路接地；（6）直流二次回路因施工原因造成线芯绝缘受损或回路电缆未在电缆沟排架悬空布设、贴地直埋；（7）直流回路因投入运行时间较长，设备运行工况较差，回路的整体绝缘降低，受室外环境影响在连续阴雨天气后造成直流回路接地。

查找直流接地的方法：遵循先室外后室内、先电缆后装置、先老化设备后新投设备原则进行接地支路拉路查找。在发生直流接地后，一般先对支路电源断开处理，后检查直流绝缘监测装置内此支路绝缘的情况。这种查找方法由于直流监测装置采用逐路循检的工作方式，在断开支路电源后检查判断存在时间差。还可选择以下更为有效的方法：通过万用表对接地直流的母线电源侧电压直接测量、监视，断开某一支路后测量直流母线电压升高变化，能够初步判断此支路是否存在直流接地的情况。此外，在对直流接地检查时，由于直流电源可能会影响保护装置、二次回路等，在断开直流电源前现场要提前做好完备的安全措施，必要时可瞬间打开跳闸压板，以防止断路器误动作跳闸。

4.2 直流电源短路

直流电源短路发生的原因主要包括2类：一类是现场人员误碰引起的直流短路，在查明确系人员原因后更换回路熔断器或恢复合上电源空气开关；另一类是直流回路存在错误接线情况，完成二次回路的接线后，通过测量正、负电源间的电阻值，确认检查二次回路接线是否正确。发生直流电源短路后严禁不经检查直接更换熔断器或合上跳闸空气开关。

4.3 控制回路异常

控制回路中的元件及地点比较多，一般包括控制把手、指示灯、操作箱、断路器机构的合跳闸线圈、辅助接点及相关闭锁回路等部分。回路缺陷的检查处理相对而言较为复杂，控制回路与断路器机构、二次回路接线均有关。断路器因控制回路缺陷不能正常分合闸操作时，检查分析应首先判断是二次回路接线还是断路器机构问题。

控制回路异常直接影响断路器正常操作、保护命令的正确执行，异常一般发生在断路器分合闸操作、保护及自投装置或重合闸动作时。此异常原因包括：（1）控制电源空开故障或接线接触不良；（2）回路的原理设计、接线等有问题，在设备定检传动试验检查时未发现此类问题；（3）断路器机构箱内的“远方/就地”切换开关为“就地”的位置；（4）操作把手失灵、跳合位指示灯烧坏；（5）断路器分合闸线圈烧坏；（6）断路器分合位置辅助接点损坏或与主触头配合切换不到位；（7）断路器储能电机未储能、SF6气压低闭锁或回路中闭锁接点异常；（8）断路器分合闸回路接线端子出现松动；（9）断路器操作机构存在问题；（10）自投装置或重合闸相关回路存在问题。

4.4 信号回路异常

信号回路异常将直接影响调度监控、变电运维人员对电气设备和系统运行状态的监视检查，可能造成事故处理延误而使事故扩大。信号回路的异常象征一般较为直观，常出现在指示灯、光字牌、警铃、喇叭以及继电器等设备上。此类设备因长时间带电或者经冲击而带电造成损坏，对它们需要做好新元件的更换处理。

5 直流回路异常预防措施

（1）加强直流回路巡视检查及停电检修保护校验、回路清扫工作。熟知直流回路二次接线、元件配置，对回路中运行时间较长、运行工况较差、操作切换频繁的回路元件要结合停电进行及时检查或更换。在保护校验、回路清扫工作中，注意直流回路接线端子紧固、直流异常隐患消除、接线正确性核对检查等执行落实。（2）做好直流回路日常维护工作。室外布置的机构箱、端子箱、汇控柜、智能终端柜等应做好箱柜密封及除潮措施检查维护，防止箱柜进水、受潮、凝露引发直流回路接地。室内布置屏柜做好防过热措施检查维护，防止屏柜装置死机、接线端子过热出现接触不良。（3）严格执行落实作业现场安全技术防范要求，杜绝因人员责任引起的异常、事故。

6 结 论

继电保护装置及二次回路的正常运行需要严格规范设备招标、施工工艺、验收、日常巡检维护、保护定检、临时消缺等环节的执行落实。现场作业人员也必须全面熟知了解继电保护装置的工作原理、现场接线布置、回路元件实际工况，有针对性地开展检查、维护、异常分析处理等工作，有效降低异常、故障发生概率，全面提高继电保护及二次回路的运行稳定性。