电气二次回路常见故障分析与处理

摘要：分析电气二次回路常见的故障及其产生的原因，介绍故障处理方法，并结合典型案例对故障原因进行说明，提升二次回路运行可靠性。

关键词：二次回路；故障；分析；处理

电气二次回路是由二次设备相互连接，构成对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路。二次回路的故障常会破坏或影响电力生产的正常运行。若二次回路出现故障可能会使断路器该跳闸的不跳闸，不该跳闸的却跳闸，造成设备损坏、电力系统瓦解的大事故。因此，二次回路一旦发生故障，应迅速准确地做出判断，排除故障。

1 常见故障分析与处理

电气二次回路的故障，一般都能通过信号系统反映出来。也有一些故障在正常运行时很难察觉，如交流回路的中性线断开，保护出口回路出现开路等。针对这些可能出现的故障，下面讨论几种常见的二次回路故障及其处理方法。

1.1 电流互感器二次回路

为便于测量、保护和控制需要转换为比较统一的电流，另外线路上的电压一般都比较高如直接测量是非常危险的，电流互感器就起到电流变换和电气隔离作用。电流互感器二次回路在运行中常见的故障有二次侧开路，发生多点接地等。

发生电流互感器二次开路一般有以下现象：回路仪表指示异常，一般是降低或为零，如表计指示时有时无，则可能处于半开路状态即接触不良；电流互感器本体有较大噪声、振动不均匀、严重发热、冒烟等现象；电流互感器二次回路端子、元件线头有放电、打火现象。在实际正常运行中，一次负荷小，不是测量用电流回路开路时，电流互感器的二次开路故障是不容易发现的。

发现电流互感器二次开路，先分清是哪一组电流回路故障、开路的相别、对保护有无影响，将可能误动的保护退出。应尽量减小一次负荷电流，以降低二次回路的电压，若电流互感器严重损伤，应转移负荷，停电处理。不能停电的尽快设法在就近的试验端子上用良好的短接线按图纸将电流互感器二次短接，再检查处理开路点。

在现场施工时由于工艺不良，容易造成电流二次电缆绝缘损坏，造成电流互感器二次侧多点接地，给日后设备运行遗留隐患。在发生接地故障时，两接地点间的工频地电位差将在电流线圈中产生极大的额外电流。这些原因使通过继电器线圈的电流，与电流互感器二次通入的电流有很大差异，造成保护的拒动或误动。

在电力系统装置的误动事故中曾有交流回路中性线断开引起的事故，且这种故障在正常运行时很难发现。因为装置的三相电流、三相电压都显示正常。装置也不会报警，但发生故障时，有零序分量存在。如果中性线断开，那么零序分量的回路就会被断开，引起保护误动或拒动。

1.2 电压互感器二次回路

电压互感器二次回路在运行中常见的故障有二次短路，发生多点接地，二次误并列等。近年来生产的保护装置一般都有性能良好的电压回路断线闭锁装置。二次发生短路故障会使二次回路安装的快分开关跳闸或熔断器熔断，保护装置会发出TV断线信号。对于各相回路发生电缆芯线接触不好或断线故障时保护装置也会发出TV断线信号。但对于对交流电压回路于中性线断线问题，正常运行时是不会发出故障信号的，可以用万用表的直流电阻档测量装置的UN点与保护屏的接地铜排之间的阻值，若阻值接近零欧则说明中性线回路完好。

电压互感器二次回路运行时可能由于施工工艺问题或误碰等原因造成二次回路多点接地。因为一个变电站的接地网并非实际的等电位面，因而在不同点间会出现电位差。当大的接地电流注入地网时，各点间可能有较大的电位差值。这样这个一次系统根本不存在的电压引入继电保护装置的检测回路中，使测量电压数值不准确，波形畸变，导致阻抗元件和方向元件的不正确动作。

1.3 典型案例

电压切换插件烧坏的原因大多由回路短路或过载引起。一般问题基本上都出在操作进行中，且为变电站的停母线操作。根据这些共性问题可以推断是二次电压向一次系统反送电造成严重过载而烧坏插件。电压互感器反送电是通过电压互感器二次侧向不带电的母线充电。停电的一次侧母线即使未接地，其阻抗虽然较大，但从电压互感器二次侧看到的阻抗很小，近似于短路，故反充电电流较大，此时将造成电压并列箱过载烧坏或运行中电压互感器二次侧开关跳开，导致运行中保护失压。当然也有装置本身元器件故障造成二次电压误并列的情况。

某变电站220千伏Ⅰ、Ⅲ母分段断路器间隔电流互感器爆炸，母差正确动作切除Ⅰ、Ⅲ母线；因运行在Ⅰ母的线电压切换箱内Ⅱ母隔离刀闸分位电阻开路，相应电压切换继电器未能复归，使得Ⅰ、Ⅱ母电压切换回路二次误并列，造成Ⅱ母电压互感器对Ⅰ母电压互感器二次反充电，Ⅱ母电压互感器总空开跳闸，使得已进入故障处理程序的220千伏线路保护距离Ⅲ段动作，造成全站失压。这个案例中的电压切换回路设计不合理，电压切换回路采用双位置继电器，二次电压并列告警信号采用单位置继电器，两者不一致造成二次电压并列告警信号不能真实反映二次电压切换状态，导致运行中无法及时发现二次电压异常并列的情况。

2 继电保护与控制回路故障分析

发电厂或变电站中对断路器的跳、合闸控制是通过断路器的控制回路以及操作机构来实现的。通过控制回路，可以实现二次设备对一次设备的操控。控制回路常见的故障有控制电源消失，控制回路断线，断路器不能分闸，断路器不能合闸，防跳回路不起作用等。

断路器的控制电源最为重要，一旦失去电源断路器便无法操作。因此，无论何种原因，当断路器控制电源消失时，应发出信号，提示值班人员及时处理。一般造成控制回路电源消失的原因可能有误拉控制电源开关，直流母线断电，电源线接触不好，回路短路造成空开跳闸等。

断路器的跳、合闸回路完好性应时刻被监视，当跳闸或合闸回路故障时，发控制回路断线信号。引起控制回路断线的原因有：控制回路的监视回路接触不良或断线，防跳继电器电流线圈烧断，控制开关触点接触不良，跳闸或合闸线圈接

触不良或断线，断路器跳、合闸回路闭锁或闭锁的触点粘连，其它二次回路断线等。

有很多情况下断路器没发控制回路断线信号，而断路器不能跳闸或合闸。造成断路器不能合闸的原因有：合闸保险烧断或松动，合闸电源电压过低，控制开关有关触点接触不良，防跳继电器触点接触不良，断路器合闸闭锁或机械故障，合闸二次回路中有松动或接触不良等。造成断路器不能分闸的原因有：控制电源接触不良或松动，分闸电源电压过低，控制开关有关触点接触不良，信号继电器或防跳继电器线圈压降太大，分闸线圈动作电压过大，断路器分闸闭锁或机械故障，分闸二次回路有松动或接触不良等。继电保护回路在运行过程中，由于二次线虚接、螺丝松动、跳闸压板接触不良等原因会发生跳闸出口回路开路的情况，此时，如果发生系统故障，保护装置的跳闸或开出等指令不能开出到断路器或其它安全自动装置，将严重影响系统安全稳定运行。

断路器应有防止“跳跃”的电气闭锁措施，发生“跳跃”对断路器是非常危险的，容易引起机构损伤，甚至引起断路器爆炸。实际运行中可能发生防跳回路不起作用的故障，其原因有：防跳继电器电流线圈启动电流太大和电压线圈保持电压太高，防跳继电器电压线圈烧断或松动，防跳继电器电压线圈、电流线圈极性接反，防跳继电器有关触点接触不良，防跳继电器有关自保持接点位置接错，保护与断路器中防跳回路共用，二次回路中有松动或接触不良等。

某站主变出口开关合闸过程中发生过合闸线圈烧毁现象，原因为该开关无操作箱，其防跳功能在就地现控柜内实现，就地环境潮湿，防跳继电器串入合闸回路的接点有锈蚀现象，其接点间电阻达1KΩ左右，而合闸线圈电阻为80Ω左右，这样合闸线圈上电压不足额定10%，不满足动作条件，而合闸回路的自保持回路让合闸回路长期带电而导致合闸线圈烧毁。

3结论

电气二次回路发生故障的类型还有很多，这些故障都将直接影响电气设备和电力系统的安全运行。掌握二次回路的专业技能知识是正确分析与处理二次回路

故障的必要条件。在实际工作中应不断摸索和积累经验，逐步提高自身工作技能，保障电网与设备安全稳定运行。

作者简介：金昊，(1990-),男,助理工程师，从事发电厂电气运行工作。

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