浅谈继电保护二次回路故障处理

1、浅谈继电保护二次回路故障处理    摘要：随着科学技术的不断进步,电网系统对电网的安全稳定性和供电的可靠性提出了更高的要求。在继电保护方面,要求不断提高继电保护准确性和稳定性,减少不必要的损失,以最快的速度找出故障并解决。 关键词：电力系统；继电保护；二次回路；故障处理 Abstract: with the improvement of science and technology, the electric grid system for the safety of power grid stability and reliability of pow

2、er supply put forward higher request. In relay protection, the relay protection requires the continuous improve accuracy and stability, reduce unnecessary losses, with the fastest speed and find out the fault and solve. Keywords: electric power system; relay protection;secondary circuit; Fault handl

3、ing 中图分类号： TM715文献标识码：A文章编号： 继电保护二次回路接线复杂,环节多,涉及面广,综合各种因素,二次回路中存在的缺陷隐蔽性强,有些隐患只有在遇到设备故障或大的系统故障冲击时才被发现,危害极大,往往影响继电保护装置的正确动作,造成设备损坏或电网瓦解等重大事故。 一、故障 近两年来我辖区的多个变电站内发生了数起继电保护二次回路故障。 （1）2011年某天，某变电站内正在运行的10 kVA线、10 kVB线等多回线路控制把手上的合位指示灯熄灭，而保护装置上的合位指示灯正常。经继保人员进行不停电检查确认所有线路的控制回路正常，控制把手上的合位指示灯烧毁。 （2）2011年某天，某变

4、电站的110 kV旁路保护发出回路断线信号，经检查，110 kV旁路开关的控制电源空气开关跳闸、重合、再跳。 （3）2012年2月1日，某变电站的10 kVC线718开关在热备用的状态下自动合闸，后台报开关变位信号，当时站内没有任何作业工作。经检查，该开关的保护装置没有重合闸动作信号发出，其他信号指示灯均正常，装置没有发出异常告警信号，保护装置、全站绝缘良好，没有接地告警，初步判断为开关偷合。 二、故障原因 （1）对10 kVC线开关进行检查发现： 开关控制把手上的跳合闸指示灯回路接线错误，跳位灯串接于合闸回路，合位灯串接于跳闸回路，其接线原理如图1所示。 图1 10KVC线开关控制回路图 按

5、照此接线方式，在开关跳位的情况下，如果跳位指示灯（绿灯）短路或变值，则控制回路正电源会直接串接至合闸线圈，使开关合闸；在开关合位的情况下，如果合位指示灯（红灯）短路或变值，则控制回路正电源会直接串接至跳闸线圈，使开关跳闸；此2种情况都属于开关误动。（后经检查发现，该变电站内所有10 kV开关的二次回路均存在相同缺陷。） 将控制把手上的跳合闸指示灯拆除进行解剖，指示灯为电路板结构，的确存在短路或变值的可能，而且外壳跳位灯散热孔上有烧焦的痕迹。用万用表检查电路板回路确定跳位灯短路烧毁。 （2）对110 kV旁路开关进行检查发现，旁路开关控制把手上的跳位指示灯同样存在烧焦痕迹，控制电源空气开关跳开后

6、再次合上后短路加剧，导致完全短路，再次跳开控制电源空气开关。旁路开关保护为南瑞继保的RCS-943A，开关控制把手上的跳合位指示灯的通断由控制电源通过110 kV旁路开关辅助接点DL串接控制，而断路器开关辅助接点的遮断电流大于5 A，大于控制电源空气开关动作电流3 A，导致跳合闸位置指示灯短路后直接跳开控制电源。 （3）对10 kVA线开关进行检查发现： 开关控制把手上的合位指示灯存在烧焦痕迹。用万用表检查电路板回路确定合位灯短路烧毁。 10 kVA线开关保护为南瑞科技NSR-612，由于开关在运行时检查发现，只是控制把手上的合位指示灯熄灭，而保护装置上的合位指示灯正常，且开关没有跳闸，控制回

7、路正常，所以考虑二次回路上可能有隐蔽故障点。线路停电后，对开关保护的二次回路与保护装置进行检查，开关控制把手上的跳合位指示灯的通断由控制电源通过保护装置的跳合闸位置继电器（TWJ/HWJ）接点串接控制，而TWJ与HWJ接点的遮断电流只有2 A，小于控制电源空气开关动作电流3 A，故保护装置DOSW插件上的合闸位置继电器HWJ接点烧毁，而开关的控制电源开关没有跳闸。 通过对上述3起设备故障的综合分析，总结出引起设备故障的3个因素： （1）控制把手上的跳合位指示灯回路接线错误。 （2）开关控制把手上跳合位指示灯设计原理导致的该类型控制把手存在共性的缺陷，指示灯装置电路板结构过于紧凑，设计不合理，且

8、组装在控制把手的外壳内，导致散热口被封堵，在指示灯长期带电的情况下很容易过热烧毁。 （3）对于跳合位指示灯的二次回路来说，跳合位指示灯的通断由开关控制电源通过断路器的开关辅助接点DL或保护装置中的跳合闸位置继电器（TWJ/HWJ）接点串接控制，如果接点的遮断电流大于控制电源空气开关的动作电流，指示灯短路会使控制电源跳闸；如果接点的遮断电流小于控制电源空气开关的动作电流，指示灯短路不会使控制电源空气开关跳闸，反而会烧毁串接在该回路上的跳合闸位置继电器接点。 三、故障处理 （1）开关跳合闸位指示灯作为断路器的位置指示，其二次回路不应该直接串接于开关的跳合闸线圈等重要回路上。要对现场保护的二次回路接

9、线进行整改消除回路缺陷。经过对开关保护二次回路接线的检查及认真核对竣工图纸资料，我们得出一解决方案：断开跳合闸位置指示灯串接于跳合闸回路的接线，合闸位置指示灯经合闸位置继电器HWJ上的备用接点控制，跳闸位置指示灯经跳闸位置继电器TWJ上的备用接点控制，二次回路整改后原理图如图2所示。整改方案报局生产技术部，经审批确认后，对该变电站存在同一缺陷的二次回路进行了一次全面的整改，消除缺陷。 图2 整改后的10KV开关控制回路图 （2）对于存在缺陷的开关控制把手跳合闸位置指示灯，我们联系了生产厂家整批更换同类型或同批次问题产品，以消除隐患。 （3）对于因合位指示灯短路故障而烧毁跳合闸位置继电器接点的保

10、护装置插件，我们联系保护装置生产厂家（南瑞科技）将故障插件进行停电更换处理。 四、建议 （1）变电站二次设备配件设计与布局应注意的问题：要考虑到变电站二次设备的运行环境及其工作特点，其配件如开关控制把手、跳合闸位置指示灯、交直流空气开关的功能及电路设计应完善可靠，外观结实牢固，在保护屏上的布局应该整齐合理，方便投运后的日常检查与维护。 （2）开关跳合闸位置指示回路设计应注意的问题： 开关跳合闸位置指示灯在带电工作的情况下会发热使材料老化，在长期带电的情况下有可能出现过热烧毁而造成短路，所以其回路设计不应将指示灯直接串接于开关跳合闸回路上。 开关跳合闸位置指示灯作为断路器的位置指示，其二次回路接

11、线应简单并能直接反映断路器的实际位置。如果通过控制回路中的跳合闸位置继电器（TWJ/HTJ）接点来控制跳合闸位置指示灯的通断，相当于在回路上增加了一个电气回路节点，在跳合闸位置继电器电气回路发生断线，或继电器接点动作异常的情况下开关跳合闸位置指示灯就不能正确反映断路器的真实位置，所以跳合闸位置指示信号应该用断路器开关辅助接点的通断来直接控制，这样就可以正确地反映断路器的真实位置。 开关跳合闸位置指示灯的控制电源选择非常重要，如果选择与保护装置或开关操作回路共用同一个电源，当指示灯发生短路故障，就可能使电源空气开关跳闸，若此时线路有故障发生，开关因保护电源消失保护不动作或开关控制电源消失而拒动，不能切除故障。所以跳合闸位置指示灯应该使用独立的电源或信号电源，电源空气开关跳闸后可发出报