关键词：电气一次设备；继电保护；匹配不当
继电保护装置是当电力系统中的电力元件或电力系统本身发生故障危及到电力系统安全运行时，向运行值班人员发出警告信号或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止事件发展的自动化措施和设备。继电保护装置作为变电站正常运行中所不可或缺的组成部分，对保证变电所相关系统设备的安全运行，保证电能质量，以及避免故障的扩大和再次发生都有着至关重要的作用。然而如果出现继电保护装置与电气一次设备不匹配的问题，将会对变电站的安全、可靠运行造成直接影响，为此应加强对这类问题和相应解决措施的研究与探索。
一、故障实例分析
该变电站用电系统已经运行了十几年由于运行时间久，变电站的设备老化现象严重，经过变电站管理层决定，要对变电站中老化现象严重影响正常运作的旧设备进行改造，经过精心的商讨和策划后，其中采用的新设备断路器选择的型号是 E2N11600，并采用了 MNS 低压成套开关设备。当电气一次设备安装完成后，在将保护操作箱装置接好到站用电二次接线屏的控制线，并对控制电源连通以后，保护操作箱出现不正常的嗡嗡响声，而监控后台也频繁出现 “控制回路断线”的示警信号，同时在保护操作箱面板上的合闸指示灯的亮度偏弱。当出现上述问题后，现在工作人员为避免保护插件及设备损坏，立即断开了控制电源。
二、故障诊断
故障发生后，工作人员立即断开电源供应，然后对设备进行排查，初步确定了故障原因：操作箱中的杂音是由继电器抖动产生，报警台提示的“控制回路断线”实际上并非真正断线，而是因为在操作箱内存在有两个不同的继电器，分别是 TWJ 与 HWJ，如果两个继电器不能同时动作，就说明控制回路中出现了问题。由此进一步分析变电站控制回路接线，在断路器常闭接点设置跳位监视回路，在跳闸回路设置合位监视，其存在于跳闸保持继电器前，以跳闸线圈反馈的负电位作为驱动，跳合闸线分别接入到现场断路器跳合闸线圈前。
为了准确判断故障原因，需要在通电工况下进行分析和研究。因此，经技术人员研讨后，设置相应的安全防护措施，然后暂时连接控制电源，从直流电压档测量装置后端子排和故障现场跳闸线着手分析，应用FLUKE17B 数字式万用表直流电压档度对点位进行精确测量，结合测量结果分析，点位精确基本没有偏差，也就不存在负电返回的问题。跳闸回路中设置有合位监视，技术人员分析后判断，故障原因可能是断路器跳闸电源电阻偏大，使得跳闸线圈分压负荷有所增加，在这种情况下，电位返回后合位监视回路中的 HWJ 继电器难以实现可靠动作，会使得继电器处于临界工况，在运行中产生晃动，发出杂音。而此时，合位监视灯与合位监视继电器串联，导致两侧压差减小，系统自动发出报警信息。
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对故障进行深入分析后，可以得到几个定论：一是现场电力控制线路受合位监视继电器位置影响，跳闸线圈电压偏大，电位数值不正常，影响了继电器正常运行，这种现象如果不能得到及时处理，就可能导致继电保护装置长期处于临界状态，引发继电器振动；二是在继电器出现不规则抖动后，会对控制回路产生负面影响，引发间歇式信号，在这种情况下，控制后台信号的显示也会丧失规则性，因此，电力工作人员可以集合信号指示，明确控制器实际工作状态，采取有效应对和解决措施；三是合位监视继电器与合位监视灯处于串联状态，两侧电压偏小会对继电器的正常运行造成影响，监视灯的亮度会有所下降。结合这些定论，可以对故障做出初步分析和判断，然后通过对图纸资料的查找以及对设备生产厂家的咨询，发现在变电站改造中采用的跳合闸线圈属于电压型线圈，不同于常用的电流型线圈，阻抗属于非线性兆欧级别，导致电气一次设备与继电保护装置不匹配，继而引发相应的故障和问题。
三、故障解决策略
对于上述问题实例中，出现的由于跳闸回路反馈的电位，无法使合位监视回路中 HWJ 继电器实现安全、可靠工作的问题。为了使保护插件不受到伤害，应当首先切断控制电源，再次，根据继电器出现的相关异常现象以及后台的相关信号，查阅图纸，找出串联的两点，对控制回路是否存在问题加以判断，在判断问题后，为了找到异常出现的原因，工作人员可以暂时接上控制电源，用数字式万用表测试跳闸线路，确认点位是否一致，是否存在返回的负电，如果不存在返回的负电，则可以做出初步的判断，确认故障出现的原因，再进一步采取措施。
应重点将跳闸回路和合位监视回路进行分离，将合位监视回路 R8－R10 右侧和 TBJ接点所进行的连线断开，并在合位监视回路中取断路器常开辅助接点，其中常开接点的一侧接负电位，然后在断路器合上以后再将常开接点闭合，并对合位监视回路接通。通过以上的操作，能确保 HWJ 继电器正常工作，不会出现由于跳闸回路反馈的电位问题而导致的抖动和异常响声。
在变电站常规电气设备和断路器的选择使用中，其中跳合闸线圈通常使用的电流型线圈，在这种情况下则应当着重考虑如何生成电流型线圈的回路。其主要措施是通过新加入两个电流型继电器，并在跳合闸回路的接线中不直接接到原有的断路器跳合闸线圈上，而是应当接到新加入的两个电流继电器中，然后再通过取电流继电器的常开接点以驱动使用中的电压型线圈的断路器进行工作，从而有效保证断路器工作的正常、稳定，也确保能返回适宜的负电位，而不会出现各类异常问题。
四、结束语
综上所述，科学合理的继电保护配置方案是变电站安全稳定运行的重要保障。相关技术人员在进行继电保护装置的选择时，除了对继电保护装置自身的设计使用性能进行考虑之外，还需要分析其是否可以良好地服务于电气一次设备，确保一次设备与继电保护装置一、二次回路的相互配合，提高变电站电力系统运行的稳定性和可靠性。
继电保护装置的应用一直是变电站的核心技术。良好的继电保护配置方案对提高变电站运行的安全性和可靠性具有重要作用。继电保护装置能否很好地为电气一次设备服务，不仅取决于继电保护装置本身的设计和性能，还取决于一次设备的匹配。电力系统工作人员应严格和良好地配合初级设备和继电保护装置的初级和次级电路，以促进继电保护装置的更好应用和发展，从而确保变电站电力系统更安全、更稳定和更经济的运行。
参考文献：
[1]詹琦. 110kV智能变电站电气一次系统及继电保护运维研究[J]. 科技风，2018（06）
[2]曾伟华. 基于电子式互感器采集单元异常导致继电保护连锁动作分析及防范[J]. 电气技术，2017（09）
论文作者:吴盾
论文发表刊物:《中国电业》2019年14期
论文发表时间:2019/11/15
标签：回路论文; 变电站论文; 继电器论文; 保护装置论文; 继电论文; 设备论文; 线圈论文; 《中国电业》2019年14期论文;