微机继电保护装置检修中一般故障的查找

2016-04-09巨克文青海益和检修安装有限公司青海西宁810100

电力安全技术 2016年2期

关键词：检修

巨克文(青海益和检修安装有限公司，青海西宁 810100)

微机继电保护装置检修中一般故障的查找

巨克文
(青海益和检修安装有限公司，青海西宁 810100)

〔摘要〕从定值错误、接线错误、保护装置元器件老化3方面阐述了微机继电保护装置一般故障的类型；总结了直观法、参照法、替换法、短接法4种检修工作中常用的故障查找方法，并通过实例进行说明，为切实提高处理微机继电保护装置故障的专业水平提供借鉴。

〔关键词〕微机继电保护装置；检修；一般故障；故障查找

0 引言

随着电力技术的高速发展，继电保护正在向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展，微机保护装置得到广泛应用。这就要求继电保护检修工作者不断学习科学有效的工作方法，总结经验教训，在日常的工作中及时发现微机保护装置故障并进行科学处理，保障系统的正常运行，以提高供电的安全性和可靠性。

1 一般故障的类型

微机继电保护装置与以往的继电保护设备相比，有着巨大的优越性；但由于人为和其设备自身的原因，也会出现一些故障。目前，现场继电保护装置一般故障较多反映在定值错误、接线错误、保护装置元器件老化等方面。

1.1 定值错误

微机继电保护装置的误整定有如下2类。

(1) 由于计算错误而出现的误整定。

(2) 继电保护工作人员在执行过程中的误整定。由于不同专业的分工不同，保护定值的计算及整定通常由不同的人员在不同的时间和地点进行；且由于主、客观方面的原因，使得保护整定定值与现场实际需求不相符，从而导致电网存在安全隐患，甚至引发电网事故。

1.2 接线错误

微机继电保护装置设计的二次接线图纸与现场要求不对应，或者现场施工接线未严格按照设计要求进行，都有可能造成微机继电保护装置产生寄生回路，甚至短路烧坏设备，影响到微机继电保护装置的工作状态。

1.3 保护装置元器件老化

保护装置元器件老化的主要原因有如下几点。

(1）工作温度过高。微机继电保护中大量使用电子元器件、大规模集成电路，在通风条件差、积灰严重或异常运行情况下会造成发热严重。而微机单片机对温度特别敏感，工作温度过高会加快微机继电保护装置老化，进而导致故障。

（2）干扰和绝缘问题。微机保护系统的抗干扰能力比较差，加上设备的绝缘问题，会造成一些逻辑元件运行错误，影响微机继电保护装置的工作。

（3）微机继电保护装置长期运行后，由于静电作用使得插件接线的焊接点四周堆积了大量的静电尘埃，导致相邻2个焊接点之间逐步形成了一个导电通道，从而造成微机继电保护装置发生故障。

（4）工作电压不稳定。微机继电保护装置的工作电源经过了多次变换，电压虽不高，但对其品质要求却很严格。由于现场电源多取自直流系统，其纹波含量变化较大；且在关断和送上电源时，瞬间电压变化大，易造成元件和芯片损伤，加速元器件老化。

2 一般故障的查找方法

在微机继电保护装置的故障处理中，了解和掌握微机继电保护装置故障处理的基本方法，能够帮助检修工作人员快速消除一般故障。现场常用的故障查找方法有直观法、参照法、替换法、短接法4种。

2.1 直观法

在微机继电保护装置故障处理中，直观法可以用于发现一些不需使用专业电子仪器进行测试和检测的故障。在微机继电保护装置检修现场，如果能够直接发现继电器的内部出现了严重变色或变形的状况，或者某个组件出现了烧焦的味道，则可通过这些现象直接判断出故障发生在继电器的内部组件上，从而缩短了故障处理时间。

某110 kV变电站新上110 kV线路间隔投运，该线路使用国电南瑞科技股份有限公司生产的NSR201R型线路保护测控装置，带双母线电压切换板。按照启动方案，冲击试验前110 kVⅠ母线带电，Ⅱ母线不带电，新投运线路合于Ⅱ母线，准备通过母联710开关进行冲击试验。运维人员按照方案进行1次冲击试验后，保护人员现场恢复保护屏内安措，依次合上切换前电压连接片1UD11-1UD20，当连至Ⅱ母切换前电压A相UA2：1UD16时，端子连接处突然冒出火星，微机继电保护装置冒烟并有焦味，后台发出“Ⅰ母PT失压”信号。经查看，发现Ⅰ母PT二次电压空开跳开，检修人员断开保护装置电源及操作电源，拆下保护装置背板，发现保护装置电压切换YQ板已被烧毁，切换前电压UA1，UA2对应回路铜箔烧断。

检修人员查阅装置说明书发现，NSR201R型线路保护测控装置的电压切换板采用双位置继电器，而设计图纸只设计接入了刀闸的常开接点启动双位置继电器，而无刀闸常闭接点接入以返回双位置继电器。在前期调试中，继电器1YQJ2-1YQJ6，2YQJ2-2YQJ6均有过动作，造成上述继电器常开接点闭合无法复归。切换前Ⅰ母电压及Ⅱ母电压处于并列。当1UD11，1UD16同时接上电压小母线时，1YQJ3，2YQJ3常开接点处于闭合，Ⅰ母A相带电而Ⅱ母A相无电，Ⅰ母PT通过电压切换YQ板向Ⅱ母PT进行反送电。由于电压切换板回路容量小，印制板上铜箔发热而瞬间烧毁。故障检查示意如图1所示。

图1　直观法故障检查

2.2 参照法

参照法是指通过对照正常与非正常设备的技术参数，比较其不同之处，从而找出不正常设备的故障点。将故障装置的各种参数与正常装置的参数相比较，发生较大差异的部位很可能就是故障点。该方法主要适用于查找微机继电保护装置的接线故障，比如装置接线后不能正确工作，可与同类的装置接线进行参照查找故障点。

某变电站新扩建1个110 kV线路间隔，在投运前进行带负荷试验。带上负荷后发现，第1套线路保护PRC31A-02采样异常， B，C 2相的负荷电流均为0．8 A，而A相的电流只有0．4 A左右。第2套线路保护PRS-753S采样正常，三相电流均为0．8 A。现场使用钳形电流表对CT二次电流进行测量，A相电缆回路中电流确实偏小，参照第2套线路保护的采样，怀疑第1套线路保护所用CT回路中因存在2点接地而出现分流的情况。

申请停电后，检修人员用CT回路连接片将端子箱内第1套线路保护打开，拆除该处的接地线，使用1 000 V兆欧表对连接片端的电缆进行绝缘测试。测试发现B相与C相电缆对地绝缘均大于10 MΩ，而A相电缆至控制室方向电缆对地绝缘正常，至CT本体接线盒方向电缆对地绝缘几乎为0。参照正常参数，判断A相电缆在端子箱至CT本体接线盒之间存在接地现象。打开CT本体接线盒后发现，接线盒内A相电缆芯在施工过程中受损，与其他电缆挤压触碰金属外壳形成接地，施工单位更换备用芯后故障消失。故障检查示意如图2所示。

图2　参照法故障检查

2.3 替换法

替换法是用正常的插件或元件替代被怀疑有故障的插件或元件，从而判断其是否有故障。替换法的实施应注意以下几点：

(1) 插件内定值芯片的程序及跳线是否相同；

(2) 运行插件或元件在替代前是否需采取一定措施；

(3) 继电保护装置元件生产厂家相同但型号不同的情况。

利用替换法可以缩小故障点的查找范围，该方法比较适用于综合自动化的微机继电保护装置。如果替换之后故障消失，说明被替换下来的组件存在故障；如果替换之后故障仍然存在，则说明故障点不在该组件上，继续使用该方法对其他组件进行相同的检查。

某330 kV变电站后台发告警信号，提示某运行中330 kV线路保护 “第1组控制回路断线”。运维值班人员检查发现该线路保护屏后第1组操作电源4DK1空开跳开。检修人员到达现场后，初步怀疑操作回路中可能存在接地或短路现象，造成空开过流跳开。

经调度申请许可，将该线路保护装置第1组跳闸出口退出进行检查。使用万用表测量4DK1空开上口，直流电压110 V无异常；测量4DK1空开下口，正、负端间及对地均无交流或直流电压；检查保护装置24 V线路绝缘，其对地电阻值无穷大，未发现明显的接地或寄生回路串入现象。合上4DK1空开，后台“第1组控制回路断线”信号复归，无其他异常信号发出，直流接地检测仪上各支路对地电阻均正常；再次测量4DK1空开下口，直流电压110 V无异常。将断路器处于合位，分别对3相操作回路进行检查，使用万用表测得A相合位监视位置4D107电压为-105 V，A相跳位监视位置4D100电压为+110 V，无交流电压串入；B，C相操作回路与A相对应点电压检查亦正常，操作回路未发现异常。此时4DK1空开再次跳开，检修人员怀疑可能因空开老旧出现故障，从站内新扩建未投运间隔的保护屏上拆得1个同厂家同容量的新空开，按照原有接线方式替换原有空开。合上新4DK1空开，现场观察，约10 min后，已经拆下的老空开在晃动时忽然跳开，由此判断是一起由空开质量问题引起的故障。故障检查示意如图3所示。

2.4 短接法

短接法是将回路的某一部分或某一段用短接线进行人为短接，从而判断故障是否在短接线范围内。与替换法相似，短接法也可以缩小故障查找范围，简化故障处理步骤；但是这种方法适用范围较小，一般用于检查电磁锁失灵、切换把手故障、电流回路开路等。

图3　替换法故障检查

某变电站110 kV线路发生单相接地故障，线路保护拒动，造成站内110 kV母联保护零序动作跳开810开关，2号主变保护中后备零序动作跳开802开关，故障线路所在Ⅱ母线失压。

经检查，故障线路使用国电南京自动化股份有限公司生产的PSL621D型线路保护。故障发生时保护装置正常启动，记录故障相为B相，保护启动后25 ms接地距离Ⅰ段出口，276 ms接地距离三跳失败，500 ms零序Ⅱ段出口，电流为24．965 A，零序三跳失败，零序永跳出口，测距为23．26 km。

由于现场运行人员在测控屏无法对开关进行分闸操作，检修人员现场模拟故障，保护装置动作但不能出口。使用万用表在保护装置TRIP板件(见图4)上测量电位发现，保护动作时1n11x6处电压由0变为+110 V，1n11x7出口处电压始终为-110 V，无变化。该跳闸回路在TRIP板件内经过压力低闭锁跳闸1YJJ1，1YJJ2继电器的并联常闭接点和防跳继电器TBJ。再测量保护动作时1n11x16电压保持-110 V，1YJJ1与1YJJ2均未动作。

检修人员怀疑装置元件可能有损坏，造成跳闸回路不通，于是取出TRIP板使用万用表检查。经检查发现，1YJJ1，1YJJ2常闭接点同时不通。使用短接法将1YJJ1常闭接点焊接成通路，重新把板件插回原处后再次试验，发现保护动作与测控屏操作均可以进行分闸。由此确认故障线路保护装置拒动原因为保护装置TRIP板故障，1YJJ1，1YJJ2常闭接点全部损坏，造成跳闸回路断开。