探究继电保护二次回路的在线检测技术

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摘 要：科学技术的快速发展，直接致使电力系统二次设备的状态检测不再为遥不可及的事情。状态检测是我国电力系统检修体制的重点内容，优势更明显，与传统一次设备状态检测，电气二次设备状态检测对象更细化，且要求更高。因此，通过分析继电保护二次回路状态检测的作用，且以此为基础深入探究继电保护二次回路在线检测技术很有必要。

关键词：继电保护；二次回路；状态检测；在线检测技术

自动化控制是电力系统运行的重要内容，受科学技术影响，电力系统结构不断扩大，运行电压上升，电力产品数量及形式越来越大，间接增加电力系统调控难度，若处理出现误差可严重影响电力系统运行安全。现阶段电力系统自动化控制方式以继电保护二次回路为主，不仅有效自动化处理电力网中各种问题及对其进行保护，并且还保证了电力质量，由此，对继电保护二次回路状态检测技术进行分析是现阶段电力企业工作内容中不可缺乏的内容。

1 继电保护二次回路状态检测的必要性

首先，造成保护错误动作的各大因素中，继电保护装置存在问题是影响较大的因素，但是应用传统按时检验的常规方法并不可以及时发现该因素，就像主变差动保护装置存在问题，可造成三次谐波故障量切除过程中出现误动现象，但是在年检测过程中却缺乏该检测，通常只重视保障投产试验及继电保护装置选型质量。另外，由于干扰而造成的继电保护装置错误动作，比如说雷击干扰而形成的本线保护拒动，应用传统按时检验的常规方法并不可以详细找出故障因素，一般主要应用制定相关抗干扰对策。继电保护二次回路状态检测却能够有效解决上述出现的种种问题，及时发现问题且制定相关对策。

其次，在大部分二次回路中出现的事故，选择按时检验的常规方法可及时发现问题。详细分析按时检验时发现的隐患及缺陷，可得知微机保护校检内容的重点需要从以往的确认功能逻辑保护、复核定值转变为二次回路及辅助设备的检查方面，恰好该两项内容为继电保护二次回路状态检测的重点内容。

第三，继电保护装置选型及投产试验质量高低影响很大，所以应该根据有关标准及规范试验以及验收新安装的继电保护设备，同时将“反措”执行当做重点检查内容。新安装继电保护设备投产应用的第一年时间中，需根据相关条例开展交接性检验[1]。另外，增加微机保护抗干扰反措执行，尤其是开关室内的就地保护更是重点内容，并且应该按时巡查继电保护设备，将二次回路检查当做重点内容。

2 继电保护二次回路在线检测的注意事项

2.1 传统继电保护信息系统改造

继电保护二次回路在线检测使保护信息系统模拟量数据的采集及传输要求更高，以往的保护信息系统只有出现故障时会主动将保护交流模拟采集信息上传，并且应用召唤应答上传方式，但保护信息系统主站却没有自动召唤功能，与状态检测要求相悖。因此需要应用下面方法改造：（1）增设保护模拟量实时上传功能，但需要将现有保护信息通信协议改变，且适当修改继电保护装置，现场施工较繁琐，通常不建议使用。（2）改造保护信息主站，适当增加其保护模拟量定时召唤功能，也就说继电保护装置以主站需要为出发点，按时将模拟量数据上传。该方法不需要将信息系统通信协议更改，工作量小，并系统出现扰动时能暂停定时召唤功能，对保护信息系统故障数据上传影响不大，可有效对其通信流量进行控制，具备极高的可操作性。

2.2 保护装置采样零漂

受继电保护装置最小精工电流影响，保护装轻载负荷电流过程中比较容易出现采样零漂问题，甚至还会对二次回路在线检测判断结果产生不良影响。根据该现象，需科学对在线检测判断据定值进行设定，进而将保护采样零漂误差对二次回路在线检测判据影响降至最低。

2.3 双套保护采样同时性

一般来说，继电保护信息系统的两套保护交流采样并不需要同步，因供电负荷短期波动较小，所以两套保护交流量采样对比结果较精准。但是我国某地区电网运行结果显示，若供电区域内高铁、轧钢及动车负荷很大时，可拉大区域负荷波动，直接对两套保护交流采样对比结果产生不利影响。因此在波动性负荷较大区域，不仅能采用减少双重化保护装置采样间隔时来降低波动性负荷影响，同时还能够适当加大系统交流量采样检测频次，躲避波动负荷区段，使二次回路在线检测结果不受影响。

3 继电保护二次回路状态检测技术探究

3.1 二次回路抗干扰技术

干扰信号不同，二次回路受到的影响也不同，按照干扰信号频率，主要由高频干扰及低频干扰两中，其中前者主要由高于低频的无线电信号、振荡及快速瞬变干扰构成，后者主要由几千赫兹的工频、振荡与谐波构成；按照干扰信号形态，由共模干扰及差模干扰两种，其中前者指出现在回路中某点与接地点的干扰，后者指出现在回路两线的干扰；根据干扰信号起源地，由内、外部干扰构成。根据二次回路干扰信号的差异制定对策：第一，预防静电耦合干扰。可科学对干扰源及扰回路位置进行布置，提高耦合阻抗，将二次回路干扰电压降低。又或者选择合适的二次回路位置加大抗干扰电容，将二次回路干扰电压降低；选择屏蔽电缆连接电网，进而抑制静电干扰；应用二次设备安装现场自然屏蔽物来增加抗静电干扰效果[2]。第二，预防电磁感应干扰。对电缆沟道进行布置时，应该和一次载流导体保持直线水平，并且回路相同的电缆芯安置在相同的电缆内，预防回路相同的电流、电压互感器及二次回路中电缆芯安置在相异的电缆中；又或者选择干扰源与二次回路中对电磁屏蔽物进行设置，避免感应磁进入二次环路。第三，预防电位差干扰。可适当增加铜排连接，将各点大概出现的电位差降低；又或者保证各二次回路对地绝缘质量，电流、电压互感器的二次回路在电气连接中仅有一个接地点。第四，微机保护装置干扰。选型过程中，应选择抗扰度大的微机保护装置，通常需要对微机保护装置的各端口所承受干扰级别进行思考。

3.2 二次回路红外测温

当物体温度大于绝度零度时，均会因为受自身分子运行影响而辐射形成红外线，所以，能够应用红外测温热像仪把物体辐射形成的红外线转换为电信号，再进行电子系统处理，获取和物体表面热分布大致相同的热相图，进而有效分析及判断物体。因为能够在远离目标安全点测量物体表面的温度，从而造成红外测温热像仪是状态检修时不可缺乏的工具，检测过程中，一般应用红外测温热像仪对需要检测的部位进行全面扫描，发现温度不正常的部位，再科学测量重要电气设备及不正常部位的温度。相对来说，电气设备温度不正常的原因由三方面引起，分别为：第一，电气设备自身存在故障及缺陷，比如说绝缘材料脱落及老化，内部连接部件接触存在问题，元器件由于受潮而加大损耗等。第二，电气设备被长时间暴露在空气中，由于被温度及湿度影响，再加上外力作用，造成电气设备被损坏或者接触出现问题，进一步造成电截面积缩减，最终使温度不断上升。第三，漏磁通形成的涡流损耗。不少研究证明，涡流损耗在电流互感器及直/交流电源的二次回路故障检查中使用时，得出的结果比较正确；但是当其在微机保护装置、信号回路、收讯机及操作等检查过程中，得出的结果存在极大的误差。

3.3 电压互感器二次短路

电压互感器二次回路出现短路故障状况的过程中，二次电压和等于0，一次电压主要被应用在激磁中，导致铁芯出现严重饱和现象，磁饱和能够加大铁损，进而形成发热，如果持续时间过长，可降低二次绕组绝缘性能及二次侧熔断器熔丝熔断，情况过于严重时，还能够损坏电压互感器及保护装置出现误动。通常来说，导致电压互感器二次短路出现的因素为：室外端子箱因为受潮而导致端子连接处被锈腐蚀；连接电缆出现短路现象；二次回路的导线出现损坏、受潮及腐蚀而导致两相接地短路；电压互感器本体内部产生金属短路缺陷，电压互感器接线存在错误；工作人员在开展检修及预试工作时产生失误。因此电压互感器出现二次短路故障后，一般会产生下述状况：电压互感器运行时，本体发生很大且不均匀的噪音、温度不正常以及形成较大的异味；所接表计指示不正常，保护装置出现误动作；电压互感器被损伤，二次绕组烧坏[3]。电力系统中的电压互感器数目并不少，同时各台电压互感器二次侧均存在不少绕组，在一定程度上导致运行人员巡视难度加大，且无法及时找出潜在问题，因此可以知道，工作人员可对电压互感器二次各回路的电流进行监测，并且当回路电流大于限值以及持续较长时间时，应用马上给运行人员发出警报，制定相应的解决措施。

3.4 电流互感器二次开路

当二次开路故障出现时，说明电流互感器的一次电流主要被应用在激磁中，且铁芯出现严重饱和的现象，进一步造成二次回路及二次线圈中的电压超过一万伏，对设备及工作人员的人身安全构成严重的威胁。通常情况下，导致电流互感器二次开路出现的因素为：修试人员开展工作时，产生失误现象，比如说继电器的内部接头连接存在问题，验收中并没有发现该问题；交流电流回路内的试验接线端子形成严重的质量及结构缺陷，导致运行时螺杆及铜板螺孔出现严重的接触不良现象；电流回路中试验端子目标使用过长的胶木头，导致旋转端子金属片被误压胶木套；室外接线盒及端子箱因为受潮而导致成垫片及端子螺栓严重生锈且被腐蚀；二次线端子接头压接不牢固，回路中电流很大时，出现氧化过度或者烧断。电流互感器出现二次开路故障时，通常会产生下述状况：电流互感器硅钢片振动力大幅度上升，形成的噪声更大；回路仪表指示显示0或者降低不正常；电流互感器本体因铁芯严重饱和，而造成内部绝缘受热不正常，产生异味或者冒烟，该状况可应用红外线测温仪开展监测；二次回路元件线头及路端子等产生放电、打火状况。

4 结束语

综上，二次回路在线检测技术主要被应用在二次回路抗干扰、互感器的特性与参数、直流系统及二次回路绝缘等测试中。尽管通过红外测温成像仪能够检出二次回路接触不良等问题，但却无法达到实时检测，所以，继电保护二次回路在线检测技术依旧离不开对设备运行数据进行采集，再应用合理的评估方法进行评估。

参考文献

[1]李景禄，李青山.电力系统状态检修技术[M].中国水利水电出版社，2011.

[2]吴雪峰，邱海，吕赢想.继电保护设备状态检修的探讨阴[J].浙江电力，2011（5）：51一54.

[3]叶远波，孙月琴，黄太贵.继电保护状态检修在现代电网中的应用研究[J].华东电力，2011，39（8）：74-77.