电力系统中的电气二次与继电保护研究

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2312-5042-4850

作者简介：闫强强 （1989—），男，硕士，工程师，研究方向为继电保护、配网自动化

摘 要：继电保护系统对于电力系统的安全运行有重要影响，为满足人们日常生活及生产对于电力的需要，有必要深入研究电力系统中的电气二次与继电保护，确保其可充分发挥保护作用。文章以电力系统中的电气二次与继电保护作为研究对象，在对相关文献进行梳理和结合以往工作经验的基础上，对电力系统中的电气二次与继电保护价值进行简单介绍，然后分析了电力系统中的电气二次与继电保护存在的主要问题，在这一基础上提出电力系统中的电气二次与继电保护策略，包括直流故障处理、PT故障处理、CT故障处理、隐患排查及解决等，以确保电力系统安全、稳定运行，对电网运维管理具有指导和借鉴意义。

关键词：电力系统   电气二次设备   继电保护   二次回路   故障处理

中图分类号：TM73

电力系统的复杂程度日益提升，新技术及新设备的应用，在提升电力服务质量及效率的同时，也带来了一定的安全性问题。各行业发展及日常生活对于电力的稳定供应都具有较高要求，但受到多因素的影响电力系统不断运行时，发生故障的概率也相对较高，应用电气二次设备及继电保护装置能够为各类故障点的快速定位提供辅助，进一步提升故障修复的准确率以及及时率。当电气二次设备和继电保护装置处于相对良好的状态时，才可以发挥自身促进电力系统稳定运行的重要作用[1]。

1电力系统中的电气二次与继电保护的价值

电气二次设备及继电保护装置在电力系统稳定运行中均发挥着关键作用，可为电力系统运行效率及持续性提供有力保障。电气二次设备实际运行过程常会受到环境因素、人员误操作、设备质量问题等影响而产生运行异常的情况，其所引发的系统故障概率相对较高。继电保护功能的发挥离不开继电保护装置的支撑，其主要承担着对电力系统当中各类电器元件故障及不正常运行状态第一时间做出相应反应的关键作用，在实际工作中具体表现为断路器跳闸等[2]。当电力系统处于正常运行状态时，继电保护装置主要作为检测角色，帮助相关人员掌握异常设备运行状况。一旦发现电力系统运行出现某类故障，其切换为故障隔离角色，可以发挥自动化隔离故障的作用，这一过程二次回路发挥着关键作用，能够实现故障范围的有效控制，具体如图1所示。电力系统运行过程中不管因何种因素产生故障，都可以发挥继电保护的作用实现问题的及时检测，确保可以制订具有针对性的应急处理方案。系统在自行检测的过程中，同时还承担着全面收集、深度分析以及科学整理数据的重要任务，一旦发现出现检测获取的数据超出阈值的情况，系统还能够进行自动控制，以此来保护整个线路。继电保护回路最大的特性便是安全性，电力系统故障时有发生，安装继电保护二次回路有利于降低故障的发生概率和缩小影响范围，主要是因为其可第一时间隔离故障，并且提示工作人员[3]。再加上其具有自动化的特点，因此不仅能够追踪分析测量数据，还可以进一步助力电网安全运行工作。

2电力系统中电气二次与继电保护存在的问题

电力系统中的电气二次与继电保护虽然具有重要的保护作用，但实际应用时依旧存在一定的问题，主要表现为智能变电站虚回路问题、线路问题及容量问题等。

（1）智能变电站虚回路属于电力系统继电保护二次回路中存在的热点问题，智能变电站的线路更名、扩建、业扩等工作会产生整站SCD部分的变动，导致程度各异的各类问题频繁发生，最后这些误差对于电力系统数据收集等也会产生不容忽视的影响，并且还会在一定程度上弱化继电保护二次回路本身所具有的可靠性，最终其运行准确性也无法获得可靠保障。为此，在实际工作中应将智能变电站虚回路问题的妥善解决放在重要位置，避免对整站运行产生干扰。电力系统在具体变更数据的过程中，还应当重视继电保护二次回路在运行方面的差异[4]。一般情况下，SCD变化所造成的继电保护二次回路故障通常需要一定的时间才能够妥善解决。

（2）继电保护装置实际运行过程线路受损问题的发生概率相对较高，之所以出现这一问题，主要是因为该装置依靠线路十分复杂的数个系统连接而成，在实际运行的过程中常会发生线路受损等问题，进而阻挠装置自动切断作用的有效发挥，同时还会增大继电保护二次回路装置性能大打折扣问题的发生概率，导致其无法发挥应有的保护作用[5]。若是无法对线路进行修复，当电网系统产生故障后，继电保护装置便难以发挥自身效用，极易引发大规模停电事件。

（3）电网实际运行时，若是没有精准捕捉装置二次回路故障，而影响到维修工作的及时进行，将会对整个电路系统产生不容忽视的影响。例如：在实际应用断路器以及电缆时，当遇到故障问题，没有第一时间对其开展相应的维修工作，会增大电缆容量受损问题发生概率。如果没有第一时间采取妥善措施处理容量降低问题，会进一步加快设备老化速度，这一问题还会导致蝴蝶效应的发生，最终不利于居民正常用电。

3电力系统中的电气二次与继电保护策略

3.1妥善处理直流故障

如果发现直流电源短路问题，必须梳理和明确发生短路问题的具体原因。依据整体情况可知，直流电路短路的发生主要和以下情形有关：（1）技术人员操作时可能对直流电路产生触碰，导致电源短路问题的发生；（2）工作人员在回路检修和连接工作中，因操作失误引发的线路连接错误问题具有较高的占比，此类问题还会增大直流电源短路问题发生概率。如果发现是因为触碰直流电路造成短路，要求相关工作人员完善保护及有效检测技术设备与各个系统，对问题故障点进行明确后，采取相应的解决措施。若未因操作失误引发短路问题，需要严格约束相关作业人员保持耐心、细致的工作态度，开展二次回路接线，在正确接通电源之后，问题会迎刃而解。

3.2妥善处理PT故障

在对PT回路缺陷进行处理时，首要工作是明确问题具体情况，推荐以薄弱环节作为切入点。例如：可以将刀闸辅助接口位置以及熔断器等防御较弱的节点列为重点检查对象。在实际的检查工作中，应要求相关作业人员先对熔断器开展检查，在定位故障位置和类型的基础上，还应当要求相关工作人员进一步查明电力系统具体状态。之后，则需进一步对是否属于因为系统接地、运方调整引发的系统不正常运行进行全面排查，并且还应进一步综合性地检验PT回路。电力系统实际运行时，要求细致地分析故障具体情况，同时还需科学、合理地分析熔断器在铁磁谐振所产生的熔断故障，之后使用正常的熔断器代替出现故障的熔断器，为电力系统可继续正常运作提供保障。

3.3妥善处理CT故障

在电力系统中，CT回路的主要功能是提供电流采样数据，通过电磁感应作用，实现对电流的转化处理，然后再通过二次回路，将完成转化的电流传输给各电力装置，CT二次回路接线示意图如图2所示。CT回路故障主要集中在运作以及监管过程的技术方面潜藏的问题，比如实际工作中较为常见的问题为CT端子排操作技术难以满足国家标准、电网专业性技术要求，导致电路技术故障发生概率显著增大。妥善解决此类问题的过程中，要求将安全防护工作放在重要位置，实际操作时要求电网维持运行状态，明显增大了工作过程所面对的高电压风险，具体可以结合实际情况，在绝缘垫中进行对应技术操作，确保CT回路可以得到正确连接。

3.4妥善排查隐患

在对继电保护电气二次回路当中所包含的变压器进行隐蔽检测的过程中，相关工作人员通常会选择四端电阻法，以便于提升容量和精度等检查结果的准确性，重点检查其是否可以满足标准要求。在隐患排查工作中，还需要重视母线耦合器开关电路设计中容易被忽视的隐患，针对母线中性点的点位水平和直流电路绝缘同样需要增强检查强度[6]。相关工作人员需要认真排查变压器实际运行状态，一旦发现异味等情况，应将工作重点放在短路隐患排查当中。如果遇到仪表表盘读数长时间为0，不进行任何变动，同时变压器硅钢片保持高频振动状态时，需要再更加详细地排查次级电路开路存在的问题。在实际的检查工作中，相关作业人员应重视红外测温技术在故障排查中的应用，以此来全方位扫描及检查继电器二次回路的不同结构，同时对检测到的异常情况进行有效显示。此外，在排查继电保护设备电气二次回路隐患的过程中，应注重应用CPU容错机制、电器元件维修等安全保障措施，对各类可能发生的突发事件进行有效规避。CPU容错机制主要可及时制止继电保护电器二次回路做出的错误判断，以此来规避操作失误问题。

3.5妥善解决隐患

继电保护二次回路主要存在的隐患包括电缆隐患及互感器二次回路隐患等，不同隐患对应不同的处理方法，具体如下。

（1）电缆隐患。依据电力系统继电保护具体操作情况选择相匹配的电缆，同时对电缆质量严格把关；（2）电流互感器回路隐患。对电流互感器接线端子故障，要求专业电力技术人员断开电流互感器；对电流互感本体质量问题，结合电路情况针对性处理，这一过程应将电流互感器的二次绕组回路可靠短接。电流互感器隐患的发生多与电流互感器质量问题存在密切关系，若是选用质量不过关的产品，一旦将其打开，大概率会引发电路相关设备异常问题。基于此，在具体处理电流互感器回路故障的过程中，要依据问题实际情况，采取更为有效的处理方法。

4  结语

综上所述，电力系统中的电气二次与继电保护对于整个系统正常、稳定运行有直接影响，继电保护及自动化装置在电气二次设备维修及保护中都扮演着关键角色。为确保电气二次及继电保护充分发挥自身保护作用，不仅需对各类故障妥善处理，而且需全面排查继电保护二次回路存在的隐患，并且妥善处理各类隐患，有效规避各类电力系统故障的发生，降低故障的负面影响，为电力系统保持安全的运行状态提供有力的维护作用。

参考文献

[1] 赵相丞.电气自动化系统继电保护安全技术的应用研究[J].品牌与标准化，2023（S1）：166-169.

[2] 季亮.电气自动化系统继电保护安全技术应用[J].光源与照明，2023（6）：198-200.

[3] 章琦，王宝山，康金，等.继电保护电气二次回路隐患排查分析[J].电站系统工程，2023，39（4）：80-81，84.

[4] 秦海波.电力系统中的电气二次及继电保护探讨[J].科技资讯，2023，21（10）：25-28.

[5] 叶远波，章昊，王同文，等.基于边缘物联的电力系统二次继保设备测试管控技术[J].中国电力，2023（7）：156-162，174.

[6] 王增平，林一峰，王彤，等.电力系统继电保护与安全控制面临的挑战与应对措施[J].电力系统保护与控制， 2023（6）：10-20.