继电保护电气二次回路隐患排查研究

刘 峰

（国家能源费县发电有限公司，山东 临沂 273400）

0 引 言

伴随电力行业的系统性改革，我国已经实现了现代电力产业的转型升级，并且制定了以国际市场为基础的电力输配送系统战略，目前正在实践中。一方面，当前国内电力市场的改造工程集中在硬件设施配置和智能化管理方面，且近年来的建设已经初见成效，无人职守与实时动态化运营管理也已经部分实现。另一方面，在系统性改革中，配套性的电力改革措施逐步开展。下面以此为基础，具体分析与其相关的继电保护电气二次回路隐患排查问题。

1 概 述

在电厂的电能运行系统中，继电保护装置起着保护电能生产系统的基础防线作用。一方面，电厂电能生产系统在运行中时常会发生一些故障，此时通过继电保护装置能够对其进行故障诊断并切除，即通过装置功能迅速反应，自动诊断，并针对故障选择相关元件加以切除，确保整个系统其他方面正常运行，从而在故障发生后第一时间预防风险进一步扩大。另一方面，电厂电能生产系统运行中往往因各种因素的影响，导致元件出现运行状态异常现象。针对这种问题可以根据定值设置，使继电保护装置的触发保护动作延迟，并以预警的方式显示异常状态。经验表明，继电保护装置的预警功能在值守阶段相对有效，能够确保在值守环节实现对异常问题的有效处理，同时这种延时预警也有效避免了短暂波动可能引发的继电保护误动。随着互联网改革与智能化改造的深入，现代电厂电能生产系统中的通信设备、电子设备以及电力设备实现了资源合理配置，因此在继电保护装置应用中形成了体系化的实时反馈机制，能够通过设计预定方案缩短停电时间，提高电力恢复效率，保障系统的稳定性。因此，当前电厂电能生产系统运行中的继电保护日趋复杂化，需要在隐患排查中做到细致入微，确保对风险的预控能力[1-2]。

2 继电保护电气二次回路隐患排查

结合日常工作经验，从常见故障隐患排查方面出发，简要说明越级跳闸问题、线路绝缘击穿问题以及元件破损老化问题的具体表现，并追溯导致此类问题发生的原因。

2.1 排查控制回路故障问题

在常规检修中往往会发现断电器的控制电源故障，直接影响电力系统的安全运行。经验表明，一方面自动控制系统中若没有继电器进行电源控制，系统会发生明确的信号提示。但是，由于存在诸多相关因素，排除控制回路故障时需要对断路器故障的原因进行细致区分。例如，控制电源开关被不小心关掉、电源线本身在接触方面存在不良接触等。另一方面，在控制回路中采用的监视系统虽然作用显著，但是监视作业往往因自身设备的原因和使用不良的情况造成控制回路发生故障。尤其是该故障和断路器跳闸合闸回路封锁方面的接触不良现象同时发生时，会直接造成控制回路作用失灵，此时若预警信息发送延误，将会影响断路器与跳闸作业。因此，这方面的故障与原因会互为作用。经验表明，保险丝与继电器合闸设备故障发生后，甚至存在无法进行合闸作业的情况。

2.2 排查电压互感器二次回路问题

造成二次回路隐患的主要原因是二次短路，会导致二次回路中的熔断器损坏、快分开关闸直接跳闸以及保护设备断线。需要注意的是，保护设备断线的相关原因除二次短路外，还包括接触不良或者电缆芯线断裂。因此，在实际的故障分析中，要求对同类故障的不同原因进行区别、排查以及处理。例如，电压回路断线往往不会造成故障信号启动，因而它的排查相对困难，也是常规检修电压互感器的一个难点。

2.3 排查元件破损老化问题

电厂电能生产系统受到外界环境、各种硬件设施以及软件运行系统的多元条件限定。在外界环境方面，它可控制的效率相对较低。自然灾害、人为破坏以及意外事故均可能导致电厂电能生产系统元件发生损坏，尤其是暴露于天然环境中的线路及其相关设施，会随着使用时间的增长和自然要素的影响，出现不同程度的线路老化和设施破损等问题。例如，在线路辅助节点的磨损排查与相关数据采集方面，由于受长期运行中的磨损损坏影响，在线路过载保护作用发挥的过程中，线路自身导电分压性能会逐渐降低，导致电气二次回路出现运行故障，其中短路现象就属于线路辅助节点中的常见故障隐患。

3 继电保护电气二次回路隐患解决措施

通过对继电保护电气二次回路隐患的说明与原因分析，下面结合实践经验，提出3点有针对性的解决措施。

3.1 强化直流回路管理

一方面，根据现阶段继电保护电气二次回路故障排查及解决经验，建议以所有电气设备为出发点，全面进行绝缘检查。针对绝缘部位老化破损的线路，依据实际需要进行处理与更换，进而有效解决短路原因引发的越级跳闸问题。另一方面，在现行继电保护二次电气回路隐患排查制度与排查机制的基础上，根据各个线路段的具体情况适当调整排查方案，使整体排查计划与局部的具体排查实现系统性运用。应用定期的常态化排查和非定期的抽样排查的方案，可以有效减少故障隐患的发生率。在非定期抽样排查方案应用中，以关键部分的检查为准，如母线中性点点位运行状态的检查等。

3.2 全面控制电缆质量

电缆质量不合格是电芯绝缘击穿现象发生的前提条件。因此，在实际隐患排查中，应先全面管理电缆质量，从电力产业生产体系着手，在设计、材料、电缆类型以及规格型号等环节做好市场调研，在招投标环节尽可能确保其物美价廉。

3.3 及时检修电气设备元件

电气设备元件检查与继电保护装置的使用关联密切，因此应该及时检修电气设备元件。另外，可以在电气二次回路检修中，以继电保护装置为中心，对相关的采样波形的变化进行状态分析，以判断二次保护装置的绝缘性能。

4 继电保护电气二次回路预防建议

新时期的继电保护电气二次回路隐患排查包括隐患的排查方案、处理方案以及预防方案3个重要组成部分，以构建防治结合的排查体系。上文介绍了排查方案与处理方案，下面结合当前实践中的防范方案和应用效用，提出几点预防建议。

4.1 CPU容错技术预防

从预防角度分析，当前可以吸收一些同行业中的技术研发成果，如引入CPU容错技术，以有效提高继电保护装置运行过程的稳定性。CPU容错技术以继电保护系统硬件为主要分析路径，能够对其装置实施预判分析，能够提前预警其故障隐患。目前，CPU容错技术的应用经验表明，CPU设备在发生故障问题时不会影响继电保护系统的独立运行性能。简单讲，CPU容错技术中应用的CPU设备对其他运行系统不会产生负面影响，能够确保继电保护电气二次回路的预判能力和运行稳定性[3]。

4.2 绝缘测量预防

现阶段在继电保护电气二次回路隐患预防方面，应用相对较多的技术是绝缘测量技术，能够实现对电气二次回路的绝缘检查，且效果相对较好，可以有效提升整个继电保护功能的效率。从应用层面分析，若存在二次回路某母差故障问题，则可以根据绝缘测量操作，对保护柜端子排中母差二次保护连片的情况进行检查、记录以及分析，从而确定其中断的情况。若母差保护中对应电流回路存在问题，则可以根据问题发生的部分进行短接处理，以临时接地线连接方式达到对母差保护的遥测。因此，在实际预防操作中，需要增强对绝缘测量技术的运用。绝缘测量预防技术在应用中需要相对熟练的操作经验，因此在人力资源管理方面需要匹配性地设置绝缘测量技术专题，对相关检测人员进行专业技术应用培训。

4.3 运行维护预防

在现代电厂电能生产系统的运行维护管理中，继电保护装置起着第一道防线的保护作用。在实际的继电保护电气二次回路隐患预防方面，除了对继电保护装置的运行维护管理之外，需要将技术路径下的运行维护预防与管理路径下的运行维护预防结合起来，一方面可以通过技术措施排查并解决隐患，另一方面能够借助更全面的运行维护管理方案，确保在管理中对整个继电保护电气二次回路的隐患进行前期预判与预防性处理，降低其故障发生率，节约维修成本[4]。

5 结 论

在现代电力产业链条中，电力企业的生产活动与运营管理活动重视继电保护装置功用以及其在电厂电能生产系统运行过程中的作用。因此，在电力行业的改革大潮中，需要做好继电保护电气二次回路隐患排查工作，尽可能运用现代管理思维，从不同的视角切入，加强对继电保护装置及其功能的运用，通过应用CPU容错技术和增加绝缘测量技术，全面排查与其关联的直流回路、电缆质量以及设备元件的隐患，并追溯此类问题产生的原因，制定相应的防范措施。在系统控制方面，可以运用继电保护装置的智能化功能，加强运行系统的维护管理。