变电二次系统的故障排除及安全管理分析

摘要：随着电力系统向智能化、网络化方向快速发展，变电二次系统（包括继电保护、自动化控制、通信及监测等子系统）作为电网安全稳定运行的核心保障，其复杂性和重要性日益凸显。然而，二次设备故障、通信中断、配置错误等问题可能导致保护误动、拒动或控制失效，进而引发停电事故、设备损坏甚至电网崩溃。近年来，国内外多起因二次系统缺陷引发的电力事故表明，传统运维模式已难以满足现代电网对高可靠性与安全性的要求。因此，深入研究变电二次系统的故障排除技术，构建科学的安全管理体系，成为保障电力系统安全稳定运行的关键课题。

关键词：变电二次系统；故障排除；安全管理

引言

变电二次系统是电力系统中至关重要的组成部分，它主要负责电力系统的监控、保护、控制及通信等功能。随着电力系统的不断发展，变电二次系统的复杂性也在不断增加，这对其故障排除和安全管理提出了更高的要求。本文将对变电二次系统的故障排除及安全管理进行分析和探讨。

1变电二次系统概述

变电二次系统主要包括继电保护、安全自动控制、调度自动化、系统通讯、DCS自动控制等子系统。这些子系统通过复杂的二次回路相互连接，共同保障一次系统的安全稳定运行。变电二次系统的正常运行对于整个电力系统的可靠性和安全性具有决定性的影响。

2变电二次系统常见故障及排除方法

2.1二次回路断路故障

二次回路断路是变电二次系统中常见的故障类型，主要包括电流互感器、电压互感器及直流系统的二次回路断线。这类故障会导致保护装置误动或拒动，影响系统正常运行。排查断路故障可采用导通法、测电压降法和对地电位法。导通法利用万用表欧姆档测量回路电阻，通过阻值异常定位断点，但需确保被测回路已断电，避免损坏仪表。测电压降法则通过万用表直流电压档检测回路元件压降，无需断电即可快速定位不通点，适用于带电回路检查。对地电位法需预先分析回路各点对地电位理论值，再通过实测数据对比，结合极性差异精准判断故障位置。例如，电流互感器二次开路可能引发高压危险，需优先采用对地电位法确认断点并隔离。实际应用中需根据现场条件选择合适方法，必要时结合多种手段提高排查效率。

2.2二次回路短路故障

二次回路短路故障在直流系统中尤为突出，典型表现为接地故障，常因户外端子箱密封失效、设备内部凝露或电缆绝缘破损导致。此类故障可能引发保护误动、信号紊乱甚至设备烧毁。排查时需优先定位接地点，可采用“拉路法”逐段断开支路，观察绝缘监测装置信号变化以缩小范围；对于永久性接地，需结合兆欧表测量线缆绝缘电阻，重点检查潮湿区域的端子排或电缆接头。例如，直流系统正极接地可能引发保护误出口，需及时处理。修复措施包括更换破损绝缘层、加强端子箱防潮密封或加装防凝露装置。预防性维护中应定期开展绝缘测试，尤其雨季前需强化户外设备巡检。

2.3智能终端故障

智能终端故障是智能变电站二次系统的典型问题，多表现为无操作信号下的“装置闭锁”状态，导致设备无法自动恢复运行。此类故障常与软件逻辑错误、通信中断或硬件模块失效有关。检修时需使用专用调试工具读取终端内部状态数据，分析闭锁原因；若为程序异常，需重新下载配置文件或升级固件；硬件故障则需更换相应板卡。例如，GOOSE通信中断可能触发保护闭锁，需检查光纤接口及交换机配置。日常运维中应定期备份参数模板，并模拟断链测试验证终端自愈能力。对于频繁闭锁的终端，需联合厂家分析设计缺陷，优化抗干扰算法。

2.4母差保护故障

母差保护故障通常表现为装置失电，可能因电源模块损坏、空气开关跳闸或二次回路接触不良导致。虽然部分装置具备失电自恢复功能，但持续断电会影响母线保护可靠性。排查时需从电源输入端逐级测量电压：检查屏柜直流空开是否跳闸、电源端子接线是否松动，并使用万用表测试电源模块输出电压是否正常。例如，双套配置系统中单套失电可能未被及时发现，需通过监控系统报警联动提示。修复措施包括更换熔断器、紧固电源端子或升级冗余电源配置。预防层面需定期开展电源回路红外测温，并在年度检修中测试电源切换逻辑的可靠性。

3变电二次系统的安全管理

3.1建立安全防护体系

变电二次系统的安全防护体系是保障电力系统稳定运行的关键，需采用多层次、立体化的防御策略。安全分区是基础措施，将系统划分为生产控制区、管理信息区等不同安全等级区域，确保核心业务不受外部干扰。网络专用要求二次系统采用独立通信网络，避免与办公网、互联网直接连接，减少外部攻击面。横向隔离通过部署防火墙、网闸等设备，阻断不同安全区之间的非授权访问，防止病毒或恶意代码跨区传播。纵向认证则针对调度主站与变电站之间的通信，采用加密认证技术（如数字证书、IPSecVPN）确保数据传输的完整性和机密性。例如，智能变电站的GOOSE、SV报文需采用加密协议，防止中间人攻击篡改保护信号。此外，需定期更新入侵检测系统（IDS）规则库，实时监测异常流量，并结合日志审计分析潜在威胁。

3.2制定安全管理制度

科学的安全管理制度是变电二次系统安全运行的制度保障，需覆盖责任划分、风险评估、应急响应等全流程。明确安全责任是首要任务，设立专职安全管理机构，细化运维、检修、调度等岗位的安全职责，避免权责不清导致管理漏洞。安全风险评估需常态化，采用FMEA（故障模式与影响分析）等方法识别系统脆弱性，如老旧装置未打补丁、默认密码未修改等隐患，并制定整改计划。安全培训与教育应针对不同岗位定制内容，如运维人员重点学习防误操作规范，管理员需掌握网络安全配置技能。事故应急响应需编制详细预案，包括恶意攻击、设备故障等场景的处置流程，并定期组织演练。例如，发生勒索病毒攻击时，需立即隔离感染设备，启用备份数据恢复系统。安全检查与监督需制度化，每月抽查密码强度、访问日志，每季度开展第三方安全评估。

3.3加强人员培训

人员素质直接决定变电二次系统的安全管理水平，需建立系统化、分层次的培训机制。安全操作规程培训是基础内容，涵盖设备操作票填写、保护压板投退等标准化流程，避免人为误动导致保护误动作。例如，倒闸操作前需核对定值单，防止误整定引发越级跳闸。安全技能提升培训需结合新技术发展，如智能变电站的虚端子配置、网络报文分析等，通过仿真平台模拟故障场景，提高员工对异常信号的敏感度。事故应急处理能力是培训重点，需模拟直流接地、通信中断等典型故障，训练人员快速定位并隔离故障点。安全意识教育需常态化，通过案例分析（如乌克兰电网黑客攻击事件）强调违规外联、弱密码的危害。

结束语

变电二次系统的故障排除及安全管理是保障电力系统安全稳定运行的重要环节。通过深入分析变电二次系统的常见故障及排除方法，并加强安全管理措施的实施，可以有效提高变电二次系统的可靠性和安全性。

参考文献

[1]刘子元.变电二次系统的故障排除及安全管理分析[J].电子元器件与信息技术，2024，8（12）：241-243+249.

[2]高麒，崔玮辰，吕兴浩.电力变电二次系统中的故障诊断与智能分析[J].电力设备管理，2024，（23）：12-14.

[3]张旺旺，王洪新，张章，等.变电二次检修中的问题及优化措施[J].电工技术，2024，（S1）：403-405.

[4]崔玮辰，吕兴浩，高麒.变电站二次系统的智能保护技术分析[J].集成电路应用，2024，41（06）：374-375.

[5]何秋婷.变电运行中二次回路运行异常原因与故障处理技术研究[J].技术与市场，2017，24（09）：93+95.