继电保护二次回路异常及故障处理

黄伟虹

摘 要：继电保护二次回路是电力系统中极为重要的保护装置，对电力系统的运行安全性起决定性作用，本文在对继电保护二次回路及其故障问题进行分析的基础上，提出了几点继电保护二次回路故障处理的方法和注意点。

关键词：二次回路 继电保护 故障

中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）08（c）-0118-02

电力系统能否正常运行决定其常输电，对人们生活产生重要影响作用。而继电保护是电力系统中极为重要的保护装置，对电力系统的运行安全性起决定性作用，它能够在电力系统或是电网发生故障的时候，及时切断电源，避免发生重大安全事故威胁人们的生命。随着科学技术的日益发展，继电保护技术也取得了一定的技术进步，但科技进步也给继电保护技术的提出了新的要求。然而，随着微机保护装置的不断完善，继电保护二次回路的缺陷却逐渐暴露出来。与继电保护相关联的二次回路发生的缺陷却日渐增多，因此，加强二次回路的管理，提高检修维护质量，对提高继电保护系统的安全性、可靠性就显得尤为重要。对继电保护二次回路隐患排查及防范，能够有效的减少电气设备危机保护装置的安全隐患。显得十分重要。

1 继电保护二次回路及其故障问题分析

1.1 继电保护二次回路

在发电厂和变电所中，直接与生产和输配电能有关的设备称为一次设备，由一次设备连接的系统称为一次系统。对一次电气设备进行监视、测量、操纵、控制和起 保护作用的辅助设备，称为二次设备，如：各种继电器、信号装置、测量仪表、控制开关、控制电缆、操作电源和小母线等。由二次设备连接成的回路称为二次回路或二次系统。通俗的说，二次回路是控制回路，指用来控制主开关断路器，信号灯，指示牌等，不承载大电流，除一次回路外。一般电压低于主回路电压。

基本二次回路有电流二次回路和电压二次回路。图1所示为一组保护用电流回路为例，利用回路编号，A相第一个绕组头端与尾端编号1A1，1A2，如果是第二个绕组则用2A1，2A2，其他同理。图2所示为以变电站高压侧母线电压接线为例，母线电压回路的星形接线采用单相二次额定电压57 V的绕组，星形接线也叫做中性点接地电压接线。

1.2 二次回路故障分析

当二次回路系统断线后，由于继电保护系统无法获得正常运行所需的电压信息，导致获得的信息存在较大的误差，进而导致相关的保护工作无法正常实施。电压互感器二次回路发生故障会导致测量失误和计量误差，产生误动作和拒动作。从而影响运行监测以及计量的准确性。对于继电保护而言可能导致保护的误动或拒动，直接影响到电力系统的安全稳定运行。下面对继电保护二次回路常见的异常故障进行分析。

（1）直流接地引起保护误动。

变电站直流系统等效电路图如图3所示：+KM、-KM表示母线电压，R1、R2、R组成电桥。一般情况下，R1、R2电阻大小相等，阻值大于30 KΩ，在40～300 KΩ之间，C+、C-为直流系统对地分布电容。当直流系统发生一点接地的情况下，继电器可能会误动。当直流系统对地电容增大到一定数值时，直流负母线对地电压高于继电器动作电压时，直流系统的一点接地就有可能致使继电器误动。图4所示为负对地电压、对地电容、继电器动作电压和继电器动作时间的关系。直流系统的负对地电压和负对地电容C-的大小决定在一点接地时是否有可能造成出口继电器误动。

（2）二次回路电磁干扰引起保护误动。

对于远切、远跳，变压器电抗器非电量保护这些关键回路来说其动作出口的核心部分是中间继电器，如果在这个环节上出现了干扰问题，将导致严重后果。

（3）误整定、误碰、误接线的“三误”事故，引起继电保护装置不正确动作。

继电保护的正确动作必须有两方面的保证：继电保护整定值计算准确及现场继电保护定值整定正确。由于种种主、客观的原因，使得保护整定定值与现场实际不符，因而导致电网中存在安全隐患，甚至引起保护不正确动作；继电保护人员在现场工作中因为危险点分析不全面，安全措施执行不到位，重点危险回路没有有效隔离，而误碰二次回路，导致保护装置误动；以及二次回路误接线导致保护装置异常动作。

（4）二次回路检修维护质量不过关引起保护误动。

在我们的日常年检工作中，因为专业分工不明确，工作不仔细，导致检修项目不全，特别是一些与二次回路相关但又不属于保护装置的中间继电器、时间继电器等，容易漏检，继电器损坏不能及时发现，也会导致保护不正确动作。

2 继电保护二次回路异常和故障处理

2.1 二次回路异常检查和隐患防范

首先是由于检修过程操作不当引起的二次回路故障。比如在对电流互感器二次回路接线端子排查时，如果防护不到位或者用力过大，就会使得端子接线端头压接处损伤断裂，工作人员没有对齐认真核查以至隐患不能消除。其次是技改、基建项目遗留下的隐患情况。比如保护装置二次接线图的设计不满足规范要求而引起的故障和隐患，这种情况反映出工作人员对机组安装调试的审查时存在不严格按规范操作的情况。在对继电保护电气二次回路隐患进行排查时，应对二次回路的各接线端子进行重点检查，特别是要对二次端子盒内的接线进行详细检查，认真校核二次端子的型号以及准确度等级，确保继电保护电气二次回路的安全性。

2.2 二次回路常见故障处理

针对直流接地引起的保护误动，可采取以下措施：提高继电器的工作电压。当直流系统负对地电压为50%时或小于50%，可以保证直流系统对地绝缘良好情况下发生一点接地，继电器不会误动作；提高继电器的动作功率。继电器动作功率越大，其阻值越小，抗电容充放电能力越强；适当延长保护动作时间；降低站用直流系统对地分布电容；提高站用直流对地绝缘水平；站用直流对地分布电容较大时，直流系统绝缘检测仪低频量输入量选择不当可能引起保护误动。endprint

针对二次回路电磁干扰引起的保护误动，对于重要开入开出回路取消使用的“光耦”，改用启动功率大于5 W的大功率慢速继电器。

针对二次回路检修维护质量不过关引起的保护误动，应该结合事故教训，完善继电保护校验工序卡上的检验项目，做到设备维护无死区，保护无缺项漏项。

2.3 高频保护措施

高频保护由于其能在被保护的线路发生故障时全线速动，而得到广泛应用。它的特点变现为：不反应保护范围以为的故障、在参数选择上也无需和下一线路相配合、动作不带延时。目前，当电压大于220 kV时主要采用高频保护。由于工作原理不同，高频保护有两种类型包括方向高频保护和另一种相差高频保护。但高频保护中间环节较多，由于通道、保护装置等多种因素造成的高频保护误动和拒动现象时有发生。因此认真分析高频保护误动或拒动的原因，采取针对性的防范措施对保证高频保护正确动作具有十分重要的意义。

高频保护的维护和投退方面，在高频保护运行过程中要保证其对称性，保护的投入与退出在其两侧进行应保持一致。断开连接滤过器的接地隔离开关，严禁退出收发信号机、禁止退出保护直流电源。在动作装置和通道上严禁作业。在保护动作跳闸后或高频保护投入运行前，或者高频保护出现异常时，都要进行通道检查。

当本保护装置电流互感器回路发生故障、通道加工设备元件故障、检查通道中发现测量表计指示反常、任何一侧保护装置（收、发信机等）直流电源中断或出现异常而不能立即恢复，都应同时退出两侧高频保护。高频保护正常投入时应检查户外连接滤波器旁的接地隔离开关确已断开、投入保护装置直流电源、测试通道正常、按系统要求，准时投入跳闸压板。保护装置退出时应根据电网调度命令，准时断开跳闸压板或改投信号位置、只有在不具备投信号位置的前提下，才断开保护装置直流电源。

3 结语

继电保护是保证电力系统安全的基础，及时发现并消除二次回路存在的隐患， 避免继电保护不正确动作意义重大。要加强对二次回路故障的研究分析，还要对其运行原理及特点有充分的把握，根据实际情况分析其可能受到的干扰因素，并针对这些干扰因素采取相应的措施，才能保证继电保护装置正常运行，保证整个电力系统的安全。

参考文献

[1] 杨雯，杨佳杰.继电保护二次回路故障实例分析[J].科技风，2011（20）.

[2] 杨博，陈庆新，张爱军.发电厂继电保护装置故障案例的特点分析及建议[J].热力发电，2010（3）.endprint

针对二次回路电磁干扰引起的保护误动，对于重要开入开出回路取消使用的“光耦”，改用启动功率大于5 W的大功率慢速继电器。

针对二次回路检修维护质量不过关引起的保护误动，应该结合事故教训，完善继电保护校验工序卡上的检验项目，做到设备维护无死区，保护无缺项漏项。

2.3 高频保护措施

高频保护由于其能在被保护的线路发生故障时全线速动，而得到广泛应用。它的特点变现为：不反应保护范围以为的故障、在参数选择上也无需和下一线路相配合、动作不带延时。目前，当电压大于220 kV时主要采用高频保护。由于工作原理不同，高频保护有两种类型包括方向高频保护和另一种相差高频保护。但高频保护中间环节较多，由于通道、保护装置等多种因素造成的高频保护误动和拒动现象时有发生。因此认真分析高频保护误动或拒动的原因，采取针对性的防范措施对保证高频保护正确动作具有十分重要的意义。

高频保护的维护和投退方面，在高频保护运行过程中要保证其对称性，保护的投入与退出在其两侧进行应保持一致。断开连接滤过器的接地隔离开关，严禁退出收发信号机、禁止退出保护直流电源。在动作装置和通道上严禁作业。在保护动作跳闸后或高频保护投入运行前，或者高频保护出现异常时，都要进行通道检查。

当本保护装置电流互感器回路发生故障、通道加工设备元件故障、检查通道中发现测量表计指示反常、任何一侧保护装置（收、发信机等）直流电源中断或出现异常而不能立即恢复，都应同时退出两侧高频保护。高频保护正常投入时应检查户外连接滤波器旁的接地隔离开关确已断开、投入保护装置直流电源、测试通道正常、按系统要求，准时投入跳闸压板。保护装置退出时应根据电网调度命令，准时断开跳闸压板或改投信号位置、只有在不具备投信号位置的前提下，才断开保护装置直流电源。

3 结语

继电保护是保证电力系统安全的基础，及时发现并消除二次回路存在的隐患， 避免继电保护不正确动作意义重大。要加强对二次回路故障的研究分析，还要对其运行原理及特点有充分的把握，根据实际情况分析其可能受到的干扰因素，并针对这些干扰因素采取相应的措施，才能保证继电保护装置正常运行，保证整个电力系统的安全。

参考文献

[1] 杨雯，杨佳杰.继电保护二次回路故障实例分析[J].科技风，2011（20）.

[2] 杨博，陈庆新，张爱军.发电厂继电保护装置故障案例的特点分析及建议[J].热力发电，2010（3）.endprint

针对二次回路电磁干扰引起的保护误动，对于重要开入开出回路取消使用的“光耦”，改用启动功率大于5 W的大功率慢速继电器。

针对二次回路检修维护质量不过关引起的保护误动，应该结合事故教训，完善继电保护校验工序卡上的检验项目，做到设备维护无死区，保护无缺项漏项。

2.3 高频保护措施

高频保护由于其能在被保护的线路发生故障时全线速动，而得到广泛应用。它的特点变现为：不反应保护范围以为的故障、在参数选择上也无需和下一线路相配合、动作不带延时。目前，当电压大于220 kV时主要采用高频保护。由于工作原理不同，高频保护有两种类型包括方向高频保护和另一种相差高频保护。但高频保护中间环节较多，由于通道、保护装置等多种因素造成的高频保护误动和拒动现象时有发生。因此认真分析高频保护误动或拒动的原因，采取针对性的防范措施对保证高频保护正确动作具有十分重要的意义。

高频保护的维护和投退方面，在高频保护运行过程中要保证其对称性，保护的投入与退出在其两侧进行应保持一致。断开连接滤过器的接地隔离开关，严禁退出收发信号机、禁止退出保护直流电源。在动作装置和通道上严禁作业。在保护动作跳闸后或高频保护投入运行前，或者高频保护出现异常时，都要进行通道检查。

当本保护装置电流互感器回路发生故障、通道加工设备元件故障、检查通道中发现测量表计指示反常、任何一侧保护装置（收、发信机等）直流电源中断或出现异常而不能立即恢复，都应同时退出两侧高频保护。高频保护正常投入时应检查户外连接滤波器旁的接地隔离开关确已断开、投入保护装置直流电源、测试通道正常、按系统要求，准时投入跳闸压板。保护装置退出时应根据电网调度命令，准时断开跳闸压板或改投信号位置、只有在不具备投信号位置的前提下，才断开保护装置直流电源。

3 结语

继电保护是保证电力系统安全的基础，及时发现并消除二次回路存在的隐患， 避免继电保护不正确动作意义重大。要加强对二次回路故障的研究分析，还要对其运行原理及特点有充分的把握，根据实际情况分析其可能受到的干扰因素，并针对这些干扰因素采取相应的措施，才能保证继电保护装置正常运行，保证整个电力系统的安全。

参考文献

[1] 杨雯，杨佳杰.继电保护二次回路故障实例分析[J].科技风，2011（20）.

[2] 杨博，陈庆新，张爱军.发电厂继电保护装置故障案例的特点分析及建议[J].热力发电，2010（3）.endprint