一起線路保護裝置異常重啟事件的探討分析

1.事件經(jīng)過

2013年8月5日10：37，丹陽110kV某變電站10kV延星線送電過程中，手合開關(guān)成功后保護裝置發(fā)生重啟，結(jié)合此前該站也曾出現(xiàn)過10kV保護裝置在開關(guān)送電時出現(xiàn)重啟現(xiàn)象，遂對此事件開展調(diào)查。

2.現(xiàn)場數(shù)據(jù)及分析

現(xiàn)場讀取的延星線保護裝置內(nèi)部報文，發(fā)現(xiàn)裝置重啟記錄事件與現(xiàn)場操作時刻一致（圖1），內(nèi)部事件解析見表1。

圖1 延星112線裝置內(nèi)部事件截圖

表1 延星112線裝置內(nèi)部事件解析

序號動作時刻報文內(nèi)容報文解析

12013-08-05 10：37：25.239遠方/就地動作

22013-08-05 10：37：27.003遠方/就地返回

32013-08-05 10：37：29.001009重啟

42013-08-05 10：38：31.814010：00001000-00000000-0000-0開出：復歸

52013-08-05 10：38：32.322010：00000000-00000000-0000-0開出：

復歸返回

隨后保護人員對延星線保護裝置進行整組試驗，保護裝置傳動正確，于是初步判斷保護裝置在一定條件下發(fā)生重新啟動，裝置短暫失去作用。

3.事故原因分析

經(jīng)與保護裝置廠家溝通了解，該保護裝置有3種復位機制：

（1）Watchdog：看門狗，用于程序異常無法正常運行時復位保護程序，如程序進入死循環(huán)、程序指針異常等無法靠軟件解決的情況。

（2）電源監(jiān)控：芯片工作電壓（VCC）低于4.75V，復位CPU。

（3）手動復位

由于該型號保護廣泛用于各電壓等級變電站，保有量在2萬套以上，可排除軟件問題；同時，結(jié)合保護裝置異常重啟現(xiàn)象匯總可見，裝置的每次異常重啟總伴隨開關(guān)操作，因此判斷異常重啟的原因應為開關(guān)操作產(chǎn)生的干擾信號造成裝置工作電源短時異常觸發(fā)CPU插件復位回路。

4.防止事故重復發(fā)生的措施和對策

經(jīng)與裝置廠家協(xié)商，該站10kV保護裝置整改按下述方案實施：

（1）出現(xiàn)過異常重啟的線路及站內(nèi)電容器保護裝置更換可以抵抗6000V浪涌的電源插件；

（2）該站所有10kV保護裝置加裝電源干擾抑制器，二次回路見圖2。

圖2 保護裝置加裝電源干擾抑制器二次接線

上接第374頁

表3 巨型框架及雙重抗側(cè)力模型屈曲荷載比較（kN）

屈曲荷載

算例一14.023.512.803.793.7487.2%93.0%

23.443.042.803.323.2788.3%95.1%

32.362.02.802.282.2284.7%94.1%

41.561.162.801.441.3874.3%88.5%

51.431.012.801.291.2371.1%86.0%

60.6320.2082.800.4880.41932.9%66.3%

算例二11.681.232.411.471.4273.3%84.5%

24.393.952.614.214.1790.0%95.0%

33.533.212.413.453.4191.1%96.6%

42.662.242.612.502.4684.4%92.5%

52.602.142.412.302.4082.4%92.3%

62.812.322.612.582.6082.6%92.5%

表3中為巨型框架屈曲荷載，為一級框架（巨型外框架）屈曲荷載，為二級框架（內(nèi)框架）屈曲荷載，為雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)I的屈曲荷載。對比以及，可以看出由于二級框架的存在，雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)模型I的屈曲荷載更加接近巨型框架的真實屈曲荷載。觀察及的值，發(fā)現(xiàn)當大于70%時，兩者的幾乎相等（最大相差4%）。而當 時，和十分接近。

譬如算例一截面5，=71.1%，而=86.0%。這說明此算例中內(nèi)框架對整體穩(wěn)定性的貢獻較大，而且巨型框架結(jié)構(gòu)在一定程度上呈現(xiàn)出雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)屈曲荷載簡單疊加的性質(zhì)。這個性質(zhì)直觀上表現(xiàn)為：。

以上算例比較分析。巨型框架結(jié)構(gòu)在很大程度上呈現(xiàn)出雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系的性質(zhì)：由于一級框架抗側(cè)剛度在整體剛度中所占比例較大（一般占80%以上），巨型結(jié)構(gòu)的屈曲荷載可以近似看作外框架和內(nèi)框架屈曲荷載的簡單疊加。而巨型框架結(jié)構(gòu)和一般的雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的不同之處，在于巨型結(jié)構(gòu)由于一級框架和二級框架的連接方式與一般雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的不同。由于一級框架包裹在二級框架的外圍，因此，一級框架與二級框架的共同工作方式，除了像一般雙重抗側(cè)力體系中框架與支撐之間的剛性連桿作用，還包括了二級框架柱與一級框架梁的相互作用。這種豎向的相互作用似乎比“將二級柱簡單看作一級梁的彈性地基”作用大很多。

3結(jié)論

文章前面已經(jīng)分析過巨型框架結(jié)構(gòu)與雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的異同，并且算例表明，當一級框架屈曲荷載占整體巨型框架屈曲荷載的80%以上時，巨型框架的整體屈曲荷載可以看做一級和二級框架屈曲荷載的簡單疊加。此時巨型框架呈現(xiàn)出明顯的雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的特性。考慮到在一般雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)中，框架有側(cè)移和無側(cè)移失穩(wěn)的判定準則為：框架結(jié)構(gòu)承受的水平力小于總水平力的20%，則框架本身可以看作無側(cè)移框架。這個判定準則的令一種表述方式為：當支撐體系的抗側(cè)剛度占整個雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度的80%以上時，支撐體系有足夠的剩余剛度對框架結(jié)構(gòu)提供支援，使其不發(fā)生有側(cè)移失穩(wěn)。因此不妨借助這個概念，我們定義巨型框架：一級框架的抗側(cè)剛度占巨型結(jié)構(gòu)整體抗側(cè)剛度的80%以上時，一級框架有足夠的剛度對二級框架提供支援，使得二級框架不發(fā)生有側(cè)移失穩(wěn)，這樣的巨型結(jié)構(gòu)稱之為巨型框架。而抗側(cè)剛度和屈曲荷載成正比，因此上述定義也可以表述為：當一級框架的屈曲荷載大于整體巨型結(jié)構(gòu)屈曲荷載的80%以上時，此結(jié)構(gòu)稱之為巨型結(jié)構(gòu)。筆者通過大量的算例計算證明，這個定義是成立并且可靠的。

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