电力系统二次回路故障查找及处理分析

王邦林，芶大斌

（1.云南能源职业技术学院，云南 曲靖 655001；2.云南能投硅材科技发展有限公司，云南 曲靖 655000）

0 引 言

电力系统二次回路是综合应用电子技术、计算机技术、控制技术、通信技术、网络技术、图形图像技术、北斗通信导航技术和人工智能技术与一次系统结合，将电气一次设备正常和事故情况下的监视、测量、控制、调节、保护以及电能计量、故障录波、运行管理有机融合在一起的先进技术系统。电力作为一种特殊商品进入市场，受到用户的监督和选择，对中断供电造成的损失会追究电力经营者的责任。一旦二次回路中出现故障和不正常运行状态，势必会影响一次系统的正常供电。而二次回路是电力系统的血管和心脏，是一次系统安全、可靠、优质、高效以及稳定运行的重要保障[1]。

1 交直流二次回路常见故障特征及处理

二次回路的操作电源主要包括交流操作和直流操作两种，因此电源故障是二次回路的常见问题之一。

（1）交流电流、电压回路一旦发生断线、开路故障，二次回路仪表指示和记录就会显示不正常。出现这种情况时，先停用可能引起误动作的继电保护装置，再根据其他正常仪器的指示，对设备作进一步的分析判断。

（2）直流回路电源故障时，会报直流电源消失、保护装置电源故障等。此时，应根据所报二次故障设备及时将相关保护设备出口压板退出，确保直流电源在恢复或者其他次生问题产生时保护不会误动作，然后仔细查找原因。一般为空开跳闸或者熔断器熔断造成，此时应排查短路跳闸原因，特别是相关二次保护元件、指示灯、继电器、线圈以及触点等，需仔细查找并即时处理，快速使其恢复正常[3]。

2 二次回路故障查找的基本方法

如图1所示，二次接线图的基本方法：先分析电气主接线部分，再看二次接线部分；先分析交流电压、电流回路，再分析直流操作回路；先查找二次回路电源有无故障，再查找接线；先确定线圈情况，再对照触点；按从上到下、从左到右的顺序进行[1]。

图1 二次接线故障查找程序

在进行二次回路故障查找时，要想到故障的查找是否会影响保护的动作以及正常运行的设备。如果有影响，要及时退出有关保护的连接片，并做好运行设备的安全防护措施，才能进行二次回路故障的查找。主要采用观察法、薄弱点法先查找故障点，不能查出时再使用仪表仪器进一步查找二次回路的故障点[2]。

2.1 二设备故障的一般查找方法

2.1.1 直接观察确定故障点

二次回路发生故障后，相关元器件的状态一定会发生相应的变化和一些故障特征。因此，首先可以通过目测初步确定故障点。

2.1.2 利用设备回路的薄弱点查找故障

回路中有些端子、接线、触点以及线圈易损坏，这些元件是二次回路的薄弱点。平时分析图纸时，要列出易发生问题的薄弱点并作好记录，才能在查找故障时有的放矢。

2.1.3 借助仪表仪器查找故障点

二次回路都是以元件动作结果为基础，如果某一处出现故障，可以反查上级元件的动作条件，对照二次回路图纸逐个元器件、逐级进行分析比对，检查条件是否满足，借助绝缘电阻表、万用表、钳形电流表、多用工具、专用试验设备以及试灯等仪表仪器查找，不断缩小故障查找范围，直到查出故障点。

2.2 二次回路集成块故障查找方法

掌握集成电路的内部功能是二次回路集成块故障查找的基础，有助于分析故障产生的原因。由于集成电路在二次回路中往往充当一个功能电路，可以帮助判断电路中的故障是在集成电路内部还是在外部。往往一台二次设备可能包含多个集成电路，下面重点介绍一些常用的集成电路的检测方法。

2.2.1 微处理器芯片的检测方法

主要是在线测量电源端、信号输入端、信号输出端、复位端以及其他各输入、输出端一些重点管脚的对地电阻和电位与正常值是否相同，但要注意不同型号微处理器芯片的复位电压可能不同。

2.2.2 集成开关电源芯片的检测方法

集成电路开关电源芯片各管脚的电压主要测量是输入端电压检测、输入端电流检测、脉冲激励输出端及电源端。主要测量各管脚对地电位值及电阻值与正常值进行比较，在外部围元器件都正常的情况下，若相差较大，可以判定该集成芯片已损坏。如果是厚膜集成电路芯片内置大功率开关管，还可以通过测量开关管C极、B极、E极各管脚之间的正向和反向电阻值，判定开关管的工作情况。

2.2.3 集成音频功放芯片的检测方法

主要是检测音频输入、输出端、反馈端及电源端的对地电位及电阻值。若测得各数值与正常值相差过大，而外围元器件工作正常，可以初步判定集成电路芯片内部损坏。对于音频功放集成电路芯片造成的无声故障，若测量电源电压正常，可用信号干扰法检测。

2.2.4 集成运算放大器芯片的检测方法

可利用万用表直流电压档，测量运算放大器芯片输出端与负电源端之间的电压值。用电笔或镊子点触放大器的输入端，万用表表针若有大幅度摆动，则说明放大器芯片完好。

3 35 kV馈线断路器控制回路故障查找及处理实例

以35 kV馈线断路器跳合闸二次控制回路为例，介绍借助仪表查找二次回路故障的方法，如图2所示。

图2 35 kV馈线断路器控制二次回路

3.1 测回路的导通

导通法是电气从业人员常用的基本方法，即利用万用表测量导线的通断及电阻值的大小，以此判断线路的情况。如果线路不导通，不能使用摇表，因为不能查出回路中接触不良和电阻发生变化的问题。如图2所示的回路红、绿灯不亮时，把万用表置于欧姆档，一支表笔固定在电源正极“101”的位置，另一支表笔触到灯的另一端导线端子上，逐次向电源负极“102”端移动。当表盘显示为无穷大或与正常值相差较大时，可判断该段线路有开路。检查时要注意对限位开关、防跳回路、线圈及旁路连锁进行排查，逐个确定。如果分合闸回路不能接通，需要对控制开关、中间保护装置进行通断判断。故障确定在装置内，可用电路板更换法排查[4]。

3.2 测电压降

如图2所示，将直流电压表“-”测试笔置于电源负极“102”上，将“+”测试笔首先置于电源正极“101”，若此时表针指示为两极之间的全电压，说明电源没有问题。然后，将“+”测试笔逐次向控制开关、压板、保护装置以及开关二次插头进行测试。当发现表计指示值过小或无指示时，则表明故障即在该回路。此外，也可反向从负极“102”开始反向进行判断。断路器拒动以及继电器、接触器等不动作的二次回路原因，都可以采用这种方法[2]。

3.3 测对地电位

35 kV馈线断路器控制二次回路图中元器件各点对地都有相应的电位，先对被测回路各点对地电位进行分析再测量，才能作出准确的判断。回路故障不需要断开电源，使用万用表直流电压档。如果直流系统没有设置绝缘监察系统或退出了运行，对地电位法就不可能使用，因为参考零电位没有得到固定，所测数据没有价值。

3.4 控制装置的故障判断方法

根据装置故障信号直接进行判断排查，确定是控制还是装置的问题。对于装置问题，用替代法、检测软件进行排查；对于回路问题，可用以上方法进行判断，切记排查时做好安全措施，以免引起误动作。

4 结 论

随着科学技术的发展，电力系统二次回路使用的集成电路越来越多。如何对集成电路的故障进行查找与处理尤其重要。在掌握一般常用方法对电力系统二次回路故障查找及处理分析的基础上，还需要进一步完善新型二次回路硬件的隔离和屏蔽，实施电源、信号传输线、印制电路板的抗干扰措施，软件方面实施数据输入纠错、运算结果核对、出口闭锁、自动检测以及软硬件的自恢复[5]、冗余备份设计等技术手段，才能确保电力系统二次回路的正常运行。