一起保护装置开入量板件缺陷的原因分析及处理

龚炼炼

武汉铁路职业技术学院 湖北 武汉 430205

1 故障现象简述

东莞某220kV变电站的1＃、2＃、3＃主变的主1保护均使用某公司生产的SGT756变压器保护装置。2017年11月07日，检修人员发现2＃主变保护装置的高压侧电压压板和中压侧间隙保护压板、3＃主变保护装置的中压侧复压过流保护压板投上后，对应开入不变位，更换DI板（板号是SGT756-DI.E-A）后恢复正常[1]。

2 原因分析

SGT756-DI.E-A模件的开入回路中稳压管、光耦、三极管等器件的特性改变都可能导致动作电压偏高。针对故障模件中光耦、三极管、稳压管等器件的关键参数进行测试、分析后，发现异常回路中的稳压管特性发生改变，是造成相应回路不能正常工作的原因。回路使用的稳压管型号为TC1N4736A。

使用XJ4830半导体管特性图示仪测试正常回路中的稳压管，其VI曲线如图1所示。由图可见，稳压管TC1N4736A电压达到6.24V时，其漏电流接近0mA。而异常回路的稳压管VI曲线如图2所示[2]。

图2 异常稳压管的Vl特性曲线1

图3 异常稳压管的Vl特性曲线2

正常回路中，稳压管漏电流小，通过R1的电流大部分流向Q1，通过三极管驱动光耦导通，实现开入量的隔离上送。由图2可知，异常回路中稳压管在6.24V时，2#变开入5中稳压管漏电流为3mA（开入8为2.93mA），3#变开入7中稳压管漏电流为3.22mA。当开入电压达到开入动作门槛电压时，由于稳压管漏电流较大，导致三极管基极电流变小，无法驱动光耦导通，不能触发开入翻转。保护装置厂家在返回的SGT756-DI.E-A模件上，更换了同批次无问题的稳压管。随后针对模件开展了电磁兼容和环境测试验证，测试项目有：介质强度试验、冲击电压试验、电快速瞬变/脉冲群抗扰度试验、浪涌抗扰度试验、低温运行试验、高温运行试验等。试验过程及试验后开入回路工作正常。

SGT756装置使用的SGT756-DI.E-A模件出现的3次开入故障，是由于这3个开入回路中的稳压管异常导致，其余开入回路的稳压管正常。

3 事件可能导致的影响和后果

保护装置的开入板卡存在缺陷故障，可能导致相应的开入量异常，微机保护实际执行的程序与整定值存在不一致，比如投入某保护压板，由于开入板卡的异常导致需要投入的保护实际未投入，这种情况下的保护拒动可能会导致线路出现真实故障的时候，保护无法及时动作，进而出现事故范围扩大等较严重后果。

该保护厂家是国内同类型保护装置的主要供应商之一，设备产品类别丰富，在分析清楚故障原因为板卡内部稳压管器件质量不合格的情况下，需要及时对采用同一批次稳压管的相应产品进行排查，同时，涉事电厂及时进行保护装置的排查，确保保护装置的功能正常[3]。

4 排查方案和建议

为确保保护功能正常投入，避免因装置开入回路异常造成保护拒动，电网公司开展保护装置厂家ll0kV及以上电压等级各类保护功能压板投入变位情况和开入插件的排查，具体如下：保护装置厂家ll0kV及以上电压等级所有采用U平台的各类保护，包括线路、变压器、母线、断路器、高压电抗器、短引线和T区保护，详细型号和涉及的具体工程符合排查程序要求。

4.1 检查保护功能投入是否正常

依据保护屏功能压板投退状态，通过保护装置人机接口界面输入“监视”或“输入监视菜单”，检查相应保护功能的开入状态是否与压板实际状态一致（如图4所示）。

图4 开入量检查

防范开入异常导致的运行风险，更换存在缺陷的开入插件。经检查发现保护功能开入与硬压板投退状态不一致的，应立即评估运行风险，采取风险控制措施，采用备品备件或经厂家整改后的开入插件更换问题插件，并做好更换记录。

4.2 检查要求和风险控制措施

优先检查500kV系统厂站，以及220kV及以上因保护拒动可能导致系统失稳的厂站。220kV及以上系统双重化配置的保护，严禁保护装置厂家U系列保护在完成开入回路检查和整改前单套运行。加强开入插件未经整改的U系列保护装置的巡视或监视，及时发现保护功能退出的问题。各运维单位制定工作计划，逐步更换问题插件。

5 防范措施

建议监控系统在线画面中增加重要保护信息分图或保护压板信息分图（如主变、母差等保护装置），以方便运维人员巡查监控，一旦出现压板变位信息，能第一时间发现问题，如图5。

图5 保护信息分图或保护压板信息分图

做好保护装置的台账管理，建立详细准确的电子台账，便于装置出现技术故障时，在分析清楚故障原因后，能够第一时间精准地进行共模故障的排查，将缺陷和故障精准消除，保证电厂和电力系统的安全稳定运行。

严格要求设备供应商进行产品质量把控，建立负面产品清单，保证系统所用的保护装置的质量。

严格落实日常巡检制度，通过科学仔细的日常巡检来发现缺陷征兆，从而在故障初期发现并处理。