一次220kV线路保护装置距离保护误动作的排查分析与整改

白皓

摘 要：本文介绍了一次由于保护装置元件损坏且装置自检功能不完善而造成的某220kV线路保护距离保护误动作，详细说明了发生误动作后对现场进行的排查及原因分析，并对该装置后续的整改措施提出了意见和建议。

关键词：线路保护；误动；排查；整改

0引言

2015年6月15日05时57分内蒙古某220kV线路三跳闭重。该线路配置的长园深瑞继保自动化有限公司PRS-753A分相电流差动保护装置距离I段动作，而线路配置的两套主保护及另一套装置后备保护均未动作。故障录波器显示AC相电流突变。PRS-753A保护测距934.7km，线路全长51.5km，且同一时刻同一变电站的另一条110kV线路发生故障。保护装置动作特征具有明显的区外故障误动特性。而由于该型号保护装置在各电压等级线路中广泛应用，如果隐患不消除，可能带来极为严重的后果。

1现场排查情况及现场分析

跳闸发生后，保护专业人员赶赴现场，对保护装置动作行为进行分析。经现场检查发现，该线路两套保护主保护均未动作，只有PSR-753A装置后备保护（距离I段）动作，保护动作行为不一致，且故障测距明显大于线路全长。根据以上疑点立即进行现场核实，并进行了以下检查工作：

（1）对装置外观信号指示灯及报文进行收集，确认其它保护仅有启动信号，仅PSR-753保护动作。装置动作报文：

（2）核对该线路PRS-753A分相电流差动保护装置定值与定值单一致。

（3）检查二次回路，与图纸相符，无寄生回路。

（4）对比该线路间隔三套保护装置及故障录波器采样值，确认PRS-753保护装置采样正常。

（5）根据故障录波器波形分析：

故障波形分析图1-1中：该线路AC相电流发生突变但幅值很小，零序电流3I0突变，电流为相间短路故障特性，但电压未发生畸变。故障波形分析图1-2中：故障点距离I段阻抗分析，可以看出故障点在阻抗圆之外，属于区外故障。

根据以上检查分析，排除了继电保护“三误”可能，可判断为PRS-753A分相电流差动保护装置距离I段区外故障误动。

2保护误动原因排查

由于现场检测条件有限，保护专业人员将PRS-753A分相电流差动保护装置的相关插、动作报告及录波资料全部收集，会同厂家技术人员对利用专业仪器对相关数据及插件进行了数据解析、板件检测和金相观察。

具体情况如下：

（1）经过技术人员查看后备板定值，发现解析后的阻抗定值不正确，进一步检查后备板RAM数据，发现存在数据异常问题。

（2）为了保证硬件异常时保护功能能够可靠闭锁，装置设有硬件自检元件，实时检测保护板的AD采样回路、基准电压和保护板24V电源，若发现异常会发出告警报文并退出保护；但目前RAM的自检不够全面，部分RAM数据异常时无法检测。

（3）随后专业人员又對后备板进行了单板测试功能模块测试，使用DSP仿真器对后备班的RAM区反复读写数据，发现读写100次左右后出现一位数据错误。而更换RAM芯片后，重新进行DSP仿真，再无错误数据出现。

（4）对失效器件进行金相切割检查，在发达50倍和200倍的金相显微镜下观察。根据解剖得到的影响发现芯片内部有细微的损伤痕迹，如图2-3所示，PIN脚的附近有一处斑点，呈现有电损伤状况。

RAM芯片的失效机理：RAM芯片由于过电压或者静电放电，对芯片内部产生损伤，出现瞬时性失效。此时如果金相读写操作，弱电流访问晶体管操作或若电流下拉晶体管操作会导致位线放电，导致读写数据异常。

3保护误动原因判定

通过现场检查结合厂家对故障数据及保护装置动作行为分析分析，本次PSR-753A距离I段误动作是由于装置后备板（CPU2板）RAM出现异常，在区外故障的情况下，保护装置启动进入故障处理程序，解析数据出错保护动作而出口跳闸。

4存在的问题

装置自检功能不完善：由于装置本身自检功能不完善，未能及时发出告警并闭锁保护装置，造成保护区外发生故障时，装置误动作跳闸。

5 结语

保护专业人员在对现场保护装置进行报文检查、定值单核对、二次回路核对等检查工作后，更换了该线路PRS-753A分相电流差动保护装置CPU2板（后备板），随后该保护装置投入运行。

对于在本次误动事件中存在的保护装置自检功能不完善的问题，保护厂家对保护装置自检功能进行完善，完善了对RAM的自检逻辑，当RAM出现异常后，能可靠自检出异常并闭锁保护。因此，建议配置长园深瑞继保自动化有限公司PRS-753A（版本V3.01）线路保护装置的单位，应尽早对该设备进行版本升级，避免类似故障再次发生。

参考文献：

[1]万宏程 一次保护逻辑误动的分析与整改 中国科技纵横，2015年 第15期.

[2]李福海 保护误动事例分析及防范 .科技信息 ，2010年 第11