弱光耦电源异常问题的分析及对策

施永珍，唐 伟

(郑州供电公司，河南郑州450006)

电力系统继电保护是在电力系统发生故障或异常运行状态下，为了将事故影响范围降到最低，提高电力系统运行可靠性而装设的一种保护装置。它在电力系统正常运行时是不允许动作的，因而又被称为“无声的卫士”。但是近几年来，由于微机保护装置内部插件的损坏，这个“无声的卫士”给电力系统安全运行造成了很大的影响。

1 故障分析

1.1 异常现象

某变电站2#主变型号为RCS-974A的非电量及辅助保护装置报“弱光耦电源异常”信号，同时保护装置面板上“BJ”报警灯亮，“OP”运行灯不亮。

1.2 现场检查情况

到现场后，检查电源插件(DC)强电输入两端(图1中101与102之间)的电压为220 V，而光耦电源输出两端(即104与105之间)电压为0。初步判断是光耦电源输出之间有短路。为了确定是否电源插件的弱光耦电源输出有问题，保护工作人员将弱光耦电源输出的外部回路拆除(即拆除8D31、615)，拆除后再测量弱光耦电源输出两端电压为24 V，说明了电源插件的弱光耦电源输出正常，问题在于其外部回路之间有短路。

图1 插件示意图

找到原因后，工作人员用排除法一一排查。首先排除二次线之间是否有短路，测量二次线之间电阻为32 Ω，说明二次线之间无短路，二次线绝缘良好。排除了二次线的问题，工作人员继续往下查找，二次线的对端接在24 V光耦插件上，即“OPTI”插件，测量其光耦输入两端之间电阻为0。为了证明是否24 V光耦插件的问题，工作人员拆除其外部所有回路，即拆除8D31端子“01”，8D38端子“036”，8D35端子“034”，弱光耦插件压板已全部解除(运行人员作安措时早已解除)。保护人员依次测量24 V光耦插件“603”和“615”之间、“604”和“615”之间、“605”和“615”之间、“611”和“615”之间、“602”和“615”之间电阻均为154 Ω，而“614”和“615”之间电阻为 0。因此判定是24 V光耦插件的光耦电源输入端短路，需更换24 V光耦插件，即“OPTI”插件。更换新插件后，异常信号消失，保护装置面板指示灯正常。但是24 V光耦插件异常给保护装置正常运行带来了很大影响，此保护装置包含了非电量保护及辅助保护。虽然这两种保护彼此相互独立，但是保护装置运行灯已经不亮，说明此保护装置已不能正常运行并闭锁了辅助保护，此时若电力系统有故障，而开关又拒动，辅助保护将不能起到保护作用，将会扩大事故影响范围，后果不堪设想。

2 弱电开入回路介绍

弱电开入回路大多是触点状态的输入，可以分成两类:一类是安装在装置面板上的触点，如各种工作方式开关，复归按钮及其他按钮等。这类触点与外界电路无联系，可直接接至微机的并行接口，也可以直接与CPU口线相连;另一类是保护装置引入其他开关量的触点，如保护的投退压板、其他保护装置的动作接点、TWJ动作触点等。这类触点有许多与外界电路有联系，有的还经过很长的电缆接到保护装置。这些接点不能直接接入，而需经过光耦器件进行隔离，以防接点输入回路引入的共模干扰影响微机系统的工作，如图2所示。

图2 弱电开入回路

3 辅助保护——失灵保护电流起动原理

失灵电流起动采用一个过流判别元件，起动电流可以是相电流、零序电流或负序电流，还可整定选择是否经变压器保护动作接点、断路器不一致接点和断路器合闸位置接点闭锁。保护人员查阅图纸，此2#主变失灵保护起动原理图如图3。从失灵保护起动原理图知:2#主变的两套保护都起动同一台失灵保护装置，若这一台失灵保护装置因故障不能运行，则2#主变将会失去失灵保护。失灵保护退出运行将会给电力系统造成很大影响。

系统发生故障之后，如果出现了断路器失灵而又没有采取其他措施，将会造成严重的后果:

图3 失灵保护起动原理图

(1)损坏主设备或引起火灾。如变压器出口短路而保护动作后断路器拒绝跳闸，将严重损坏变压器或造成变压器着火;

(2)扩大停电范围。如当故障断路器拒绝跳闸时，就会造成上级保护来切除故障，造成停电范围扩大，将造成很大的经济损失;

(3)还有可能使电力系统瓦解。当发生断路器失灵故障时，要靠各相邻元件的后备保护切除故障，由于故障被切除时间过长，可能会影响系统的稳定运行，甚至可能使系统瓦解。

4 防范措施

根据上面的分析，提出了以下防范措施:

(1)变电站出现保护装置告警时，运行人员立即汇报调度，通知保护人员立即处理，缩短因保护装置插件损坏保护退出运行的时间。

(2)近几年保护装置插件损坏的缺陷非常多，保护人员要进行总结并归类，对于损坏频率较高的插件要多备用几套，以便有缺陷时及时处理，尽快恢复保护正常运行。

(3)维护人员要定期检查保护装置屏背后各端子、插件是否连接牢固可靠，发现异常立即处理。

(4)在保护设计要求上，避免插件损坏辅助保护退出运行，辅助保护也应双重化配置。即使一套辅助保护不能运行，还有另一套辅助保护能正常运行。

5 结束语

此次缺陷处理中，最大的危险点是2#主变保护将会失去辅助保护。而辅助保护在维护电力系统正常运行方面起着不可估量的作用，辅助保护退出运行将会给电力系统造成很大的影响。所以，从这次缺陷处理过程看出，若辅助保护是双重化配置，就不会存在2#主变失去辅助保护的问题，因为当一套辅助保护不能运行时，还有另一套辅助保护能正常运行，就为电力系统的安全运行增加了一份保障。由此看来，辅助保护的双重化配置也是非常必要的。

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