发电企业电气二次回路故障分析与处理措施研究

引言：

电气设备一般分为两类：一次设备和二次设备。一次设备是电气系统的主体设施，它的运行直接关系到电能的生产、传输和使用；而二次设备是用来控制和保护一次设备的重要设施，通过电气二次回路实现其功能。在电力系统运行中，电气二次回路的信号传输、参数测量与故障保护功能，直接决定着一次设备的安全状态。实际运行中该回路常因接线松动或绝缘劣化等故障，不仅影响自身功能，还可能引发一次设备异常。因此，电气二次回路作为电力系统正常运转的关键，工作人员对其进行检修和维护是极其重要的。本文将探讨电气二次回路的故障及相应的处理措施。

一、发电企业常见的电气二次回路故障类型与根源分析

（一）接线/ 端子类故障

电气二次系统的长期稳定依赖于每一处物理连接的可靠性，而端子类故障恰恰在不经意间成为运行风险的放大器。接线松动、夹压不实、触点氧化等问题虽微小，却极易在高频振动、热胀冷缩或多次检修中积累形成结构性隐患。尤其在保护回路中，单一节点失效可瞬间切断信号链路，导致误跳闸或保护拒动。传统的力矩控制方法在复杂接线环境下仍存在检测盲区，应结合结构防松与动态监测，构建多层次接点健康评估体系，以提升接口连接的自愈能力与运行容错性。

（二）绝缘与屏蔽问题

绝缘性能的劣化往往不是突发事件，而是一个缓慢积聚、悄然演进的过程，其最终表现为信号失真、漏电干扰乃至回路短路。二次回路中大量使用的多芯信号电缆，在潮湿、高温、高电场环境下极易发生绝缘击穿或屏蔽层衰减。尤其在屏蔽接地策略不统一时，系统易出现杂散电流与共模干扰交织并存的复杂状态，从而破坏控制与保护装置的信号辨识能力。优化绝缘材料选择尚不足以根治问题，唯有在布线架构中融合电磁兼容设计理念，才可能从根本上抑制二次干扰源的系统性扩散。

（三）系统接地与环流问题

接地系统一旦陷入逻辑混乱，其引发的电位漂移与回路环流将直接撕裂电气系统的稳定边界。部分发电企业存在多点接地、接地位置混用、保护与控制共地等非规范现象，极易诱发测量误差与信号偏移，严重时甚至干扰断路器控制行为。由于地电位并非理想恒定，一旦环流闭合形成低阻通道，设备间的信号联络将陷入非线性耦合状态，干扰源亦随之隐蔽化、动态化。合理划分接地分区、严格执行单点接地原则，并辅以高频接地阻抗测试手段，是建立稳定接地体系的核心路径。

（四）继电保护误动或拒动

继电保护系统作为电气二次回路的核心枢纽，其误动或拒动不仅意味着控制链条断裂，更可能造成机组整体脱网甚至设备损毁。这类故障常由 CT（电流互感器）、PT（电压互感器）极性接反、保护定值设定偏差或回路间干扰所致。更隐蔽的是辅助电源电压不稳、控制板卡老化等“软故障”，它们具备一定间歇性与非规律性，给排查带来极大挑战。继保系统的本质不是静态配置，而是一种动态响应机制，只有将其置于系统级诊断视角下，结合录波数据、事件顺序与保护协调逻辑，才能有效甄别其运行中潜藏的不确定性触发点。

二、发电企业电气二次回路故障的检测方法与实用处理措施

（一）快速故障定位流程

电气二次回路发生异常时，优先任务是从“首发告警”入手，迅速识别故障初始信号与触发链。继而依据 SOE（Sequence of Events，事件顺序记录）还原时序逻辑，剥离并重建系统动态响应路径。随后实施“节点信号分层抽查”，结合隔离短接手段，逐级验证通道完整性，精准锁定故障点位。此过程中应严控人为判断偏差，依托回路图纸与 DCS（Distributed Control System，分布式控制系统）逻辑缓存交叉校核，消除物理层与逻辑层错配风险。建议同步标记操作轨迹，形成可回溯的数字化记录，以支撑故障复核与机制溯源。

（二）检测手段与工具选择

故障检测的核心在于信号源质量的量化解析与路径完整性的连续性判断，工具选型必须服务于这两大判断维度。在信号链排查阶段，逻辑笔与注入器构成基础组合，可快速校验接点通断与控制响应；对于模拟量异常，应优先使用便携式真有效值万用表与信号发生器比对值差，判定是否存在模块级漂移。对绝缘层性能检测，不应再局限于兆欧表单点测量，可选用高频局放检测仪对整个电缆通道进行局部放电扫描，特别适用于保护通道早期劣化识别。对于接地系统，则建议配备智能接地阻抗分析仪，实时检测高频环流路径及接地点共振情况。在继电保护误动排查中，应引入动态录波分析平台（如PRONY 或WAMS 软件接口），进行时域 - 频域联动解析，避免静态对比的局限。红外热成像设备可作为辅助诊断工具，用于识别端子接触不良导致的局部温升异常，提升肉眼不可及部位的感知能力。

（三）治理措施建议

治理并非故障修复的终点，而是系统运行状态稳定化与风险再生抑制的过程，应以“预防—缓解—抑制”三层策略构建常态化控制体系。布线方面建议采用模块化二次端子结构，统一接口规范并预留在线检测端口，便于日常核查与异常注入测试。针对屏蔽系统，宜将屏蔽层接地节点集中统一配置于低电位公共汇流排，禁止跨区域多点混接，以避免耦合干扰的放大。接地系统应采用分级接地设计，保护、控制、通讯各自独立回路接地，并辅以高频隔离器件切断高频环流可能路径。在材料层面，推广使用低介电损耗的氟化聚合物类电缆绝缘层，并辅以具备自动标识芯线功能的智能电缆，实现电缆状态在线监测。

保护装置设定与维护方面，建议引入定值自适应策略，即通过录波历史大数据建模，结合系统负荷实时变化，动态调整保护灵敏度与时限参数。对于控制系统，应建立“回路逻辑影子模型”，即在 DCS 平台虚拟搭建当前系统的逻辑复制体，用于试验状态推演与逻辑一致性验证，有效提升工程变更后的回路稳定性。制度层面，应将“二次回路可视化点检”列入运维周期任务清单，配合图像识别技术与 AR 眼镜，实现远程辅助诊断与经验传承标准化。

对于人工检修效率的优化，可引入“回路自诊断芯片”，嵌入式安装于关键接点，一旦开路、短路、虚接等事件发生，将主动上报 DCS系统并触发本地 LED 闪示报警，大幅缩短人工判断路径。同时应构建统一的“故障数据湖”，收集所有信号异常、误动作记录与处理过程，并引入算法模型开展智能化趋势分析，实现从被动响应向主动感知的转型。

三、结语

二次回路虽属弱电范畴，却控制强电之核心，其每一次微小偏差都可能酿成系统性连锁失稳。本文从常见故障出发，建立了故障模式—检测路径—治理策略三位一体的分析框架，强调在工具选型、结构优化与信息反馈机制中的集成思维。未来，建议进一步引入人工智能辅助诊断、数字孪生系统模拟与可视化风险评估工具，使回路维护工作从静态响应走向动态演进，真正实现电气二次系统的精准运维与主动防御。

参考文献：

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