微機(jī)繼電保護(hù)裝置檢修中一般故障的查找

巨克文(青海益和檢修安裝有限公司，青海 西寧 810100)

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微機(jī)繼電保護(hù)裝置檢修中一般故障的查找

巨克文
(青海益和檢修安裝有限公司，青海 西寧 810100)

〔摘 要〕從定值錯(cuò)誤、接線錯(cuò)誤、保護(hù)裝置元器件老化3方面闡述了微機(jī)繼電保護(hù)裝置一般故障的類型；總結(jié)了直觀法、參照法、替換法、短接法4種檢修工作中常用的故障查找方法，并通過(guò)實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明，為切實(shí)提高處理微機(jī)繼電保護(hù)裝置故障的專業(yè)水平提供借鑒。

〔關(guān)鍵詞〕微機(jī)繼電保護(hù)裝置；檢修；一般故障；故障查找

0 引言

隨著電力技術(shù)的高速發(fā)展，繼電保護(hù)正在向計(jì)算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展，微機(jī)保護(hù)裝置得到廣泛應(yīng)用。這就要求繼電保護(hù)檢修工作者不斷學(xué)習(xí)科學(xué)有效的工作方法，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，在日常的工作中及時(shí)發(fā)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置故障并進(jìn)行科學(xué)處理，保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行，以提高供電的安全性和可靠性。

1 一般故障的類型

微機(jī)繼電保護(hù)裝置與以往的繼電保護(hù)設(shè)備相比，有著巨大的優(yōu)越性；但由于人為和其設(shè)備自身的原因，也會(huì)出現(xiàn)一些故障。目前，現(xiàn)場(chǎng)繼電保護(hù)裝置一般故障較多反映在定值錯(cuò)誤、接線錯(cuò)誤、保護(hù)裝置元器件老化等方面。

1.1 定值錯(cuò)誤

微機(jī)繼電保護(hù)裝置的誤整定有如下2類。

(1) 由于計(jì)算錯(cuò)誤而出現(xiàn)的誤整定。

(2) 繼電保護(hù)工作人員在執(zhí)行過(guò)程中的誤整定。由于不同專業(yè)的分工不同，保護(hù)定值的計(jì)算及整定通常由不同的人員在不同的時(shí)間和地點(diǎn)進(jìn)行；且由于主、客觀方面的原因，使得保護(hù)整定定值與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求不相符，從而導(dǎo)致電網(wǎng)存在安全隱患，甚至引發(fā)電網(wǎng)事故。

1.2 接線錯(cuò)誤

微機(jī)繼電保護(hù)裝置設(shè)計(jì)的二次接線圖紙與現(xiàn)場(chǎng)要求不對(duì)應(yīng)，或者現(xiàn)場(chǎng)施工接線未嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，都有可能造成微機(jī)繼電保護(hù)裝置產(chǎn)生寄生回路，甚至短路燒壞設(shè)備，影響到微機(jī)繼電保護(hù)裝置的工作狀態(tài)。

1.3 保護(hù)裝置元器件老化

保護(hù)裝置元器件老化的主要原因有如下幾點(diǎn)。

(1） 工作溫度過(guò)高。微機(jī)繼電保護(hù)中大量使用電子元器件、大規(guī)模集成電路，在通風(fēng)條件差、積灰嚴(yán)重或異常運(yùn)行情況下會(huì)造成發(fā)熱嚴(yán)重。而微機(jī)單片機(jī)對(duì)溫度特別敏感，工作溫度過(guò)高會(huì)加快微機(jī)繼電保護(hù)裝置老化，進(jìn)而導(dǎo)致故障。

（2） 干擾和絕緣問(wèn)題。微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的抗干擾能力比較差，加上設(shè)備的絕緣問(wèn)題，會(huì)造成一些邏輯元件運(yùn)行錯(cuò)誤，影響微機(jī)繼電保護(hù)裝置的工作。

（3） 微機(jī)繼電保護(hù)裝置長(zhǎng)期運(yùn)行后，由于靜電作用使得插件接線的焊接點(diǎn)四周堆積了大量的靜電塵埃，導(dǎo)致相鄰2個(gè)焊接點(diǎn)之間逐步形成了一個(gè)導(dǎo)電通道，從而造成微機(jī)繼電保護(hù)裝置發(fā)生故障。

（4） 工作電壓不穩(wěn)定。微機(jī)繼電保護(hù)裝置的工作電源經(jīng)過(guò)了多次變換，電壓雖不高，但對(duì)其品質(zhì)要求卻很嚴(yán)格。由于現(xiàn)場(chǎng)電源多取自直流系統(tǒng)，其紋波含量變化較大；且在關(guān)斷和送上電源時(shí)，瞬間電壓變化大，易造成元件和芯片損傷，加速元器件老化。

2 一般故障的查找方法

在微機(jī)繼電保護(hù)裝置的故障處理中，了解和掌握微機(jī)繼電保護(hù)裝置故障處理的基本方法，能夠幫助檢修工作人員快速消除一般故障?，F(xiàn)場(chǎng)常用的故障查找方法有直觀法、參照法、替換法、短接法4種。

2.1 直觀法

在微機(jī)繼電保護(hù)裝置故障處理中，直觀法可以用于發(fā)現(xiàn)一些不需使用專業(yè)電子儀器進(jìn)行測(cè)試和檢測(cè)的故障。在微機(jī)繼電保護(hù)裝置檢修現(xiàn)場(chǎng)，如果能夠直接發(fā)現(xiàn)繼電器的內(nèi)部出現(xiàn)了嚴(yán)重變色或變形的狀況，或者某個(gè)組件出現(xiàn)了燒焦的味道，則可通過(guò)這些現(xiàn)象直接判斷出故障發(fā)生在繼電器的內(nèi)部組件上，從而縮短了故障處理時(shí)間。

某110 kV變電站新上110 kV線路間隔投運(yùn)，該線路使用國(guó)電南瑞科技股份有限公司生產(chǎn)的NSR201R型線路保護(hù)測(cè)控裝置，帶雙母線電壓切換板。按照啟動(dòng)方案，沖擊試驗(yàn)前110 kVⅠ母線帶電，Ⅱ母線不帶電，新投運(yùn)線路合于Ⅱ母線，準(zhǔn)備通過(guò)母聯(lián)710開關(guān)進(jìn)行沖擊試驗(yàn)。運(yùn)維人員按照方案進(jìn)行1次沖擊試驗(yàn)后，保護(hù)人員現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)保護(hù)屏內(nèi)安措，依次合上切換前電壓連接片1UD11-1UD20，當(dāng)連至Ⅱ母切換前電壓A相UA2：1UD16時(shí)，端子連接處突然冒出火星，微機(jī)繼電保護(hù)裝置冒煙并有焦味，后臺(tái)發(fā)出“Ⅰ母PT失壓”信號(hào)。經(jīng)查看，發(fā)現(xiàn)Ⅰ母PT二次電壓空開跳開，檢修人員斷開保護(hù)裝置電源及操作電源，拆下保護(hù)裝置背板，發(fā)現(xiàn)保護(hù)裝置電壓切換YQ板已被燒毀，切換前電壓UA1，UA2對(duì)應(yīng)回路銅箔燒斷。

檢修人員查閱裝置說(shuō)明書發(fā)現(xiàn)，NSR201R型線路保護(hù)測(cè)控裝置的電壓切換板采用雙位置繼電器，而設(shè)計(jì)圖紙只設(shè)計(jì)接入了刀閘的常開接點(diǎn)啟動(dòng)雙位置繼電器，而無(wú)刀閘常閉接點(diǎn)接入以返回雙位置繼電器。在前期調(diào)試中，繼電器1YQJ2-1YQJ6，2YQJ2-2YQJ6均有過(guò)動(dòng)作，造成上述繼電器常開接點(diǎn)閉合無(wú)法復(fù)歸。切換前Ⅰ母電壓及Ⅱ母電壓處于并列。當(dāng)1UD11，1UD16同時(shí)接上電壓小母線時(shí)，1YQJ3，2YQJ3常開接點(diǎn)處于閉合，Ⅰ母A相帶電而Ⅱ母A相無(wú)電，Ⅰ母PT通過(guò)電壓切換YQ板向Ⅱ母PT進(jìn)行反送電。由于電壓切換板回路容量小，印制板上銅箔發(fā)熱而瞬間燒毀。故障檢查示意如圖1所示。

圖1　直觀法故障檢查

2.2 參照法

參照法是指通過(guò)對(duì)照正常與非正常設(shè)備的技術(shù)參數(shù)，比較其不同之處，從而找出不正常設(shè)備的故障點(diǎn)。將故障裝置的各種參數(shù)與正常裝置的參數(shù)相比較，發(fā)生較大差異的部位很可能就是故障點(diǎn)。該方法主要適用于查找微機(jī)繼電保護(hù)裝置的接線故障，比如裝置接線后不能正確工作，可與同類的裝置接線進(jìn)行參照查找故障點(diǎn)。

某變電站新擴(kuò)建1個(gè)110 kV線路間隔，在投運(yùn)前進(jìn)行帶負(fù)荷試驗(yàn)。帶上負(fù)荷后發(fā)現(xiàn)，第1套線路保護(hù)PRC31A-02采樣異常， B，C 2相的負(fù)荷電流均為0．8 A，而A相的電流只有0．4 A左右。第2套線路保護(hù)PRS-753S采樣正常，三相電流均為0．8 A。現(xiàn)場(chǎng)使用鉗形電流表對(duì)CT二次電流進(jìn)行測(cè)量，A相電纜回路中電流確實(shí)偏小，參照第2套線路保護(hù)的采樣，懷疑第1套線路保護(hù)所用CT回路中因存在2點(diǎn)接地而出現(xiàn)分流的情況。

申請(qǐng)停電后，檢修人員用CT回路連接片將端子箱內(nèi)第1套線路保護(hù)打開，拆除該處的接地線，使用1 000 V兆歐表對(duì)連接片端的電纜進(jìn)行絕緣測(cè)試。測(cè)試發(fā)現(xiàn)B相與C相電纜對(duì)地絕緣均大于10 MΩ，而A相電纜至控制室方向電纜對(duì)地絕緣正常，至CT本體接線盒方向電纜對(duì)地絕緣幾乎為0。參照正常參數(shù)，判斷A相電纜在端子箱至CT本體接線盒之間存在接地現(xiàn)象。打開CT本體接線盒后發(fā)現(xiàn)，接線盒內(nèi)A相電纜芯在施工過(guò)程中受損，與其他電纜擠壓觸碰金屬外殼形成接地，施工單位更換備用芯后故障消失。故障檢查示意如圖2所示。

圖2　參照法故障檢查

2.3 替換法

替換法是用正常的插件或元件替代被懷疑有故障的插件或元件，從而判斷其是否有故障。替換法的實(shí)施應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

(1) 插件內(nèi)定值芯片的程序及跳線是否相同；

(2) 運(yùn)行插件或元件在替代前是否需采取一定措施；

(3) 繼電保護(hù)裝置元件生產(chǎn)廠家相同但型號(hào)不同的情況。

利用替換法可以縮小故障點(diǎn)的查找范圍，該方法比較適用于綜合自動(dòng)化的微機(jī)繼電保護(hù)裝置。如果替換之后故障消失，說(shuō)明被替換下來(lái)的組件存在故障；如果替換之后故障仍然存在，則說(shuō)明故障點(diǎn)不在該組件上，繼續(xù)使用該方法對(duì)其他組件進(jìn)行相同的檢查。

某330 kV變電站后臺(tái)發(fā)告警信號(hào)，提示某運(yùn)行中330 kV線路保護(hù) “第1組控制回路斷線”。運(yùn)維值班人員檢查發(fā)現(xiàn)該線路保護(hù)屏后第1組操作電源4DK1空開跳開。檢修人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，初步懷疑操作回路中可能存在接地或短路現(xiàn)象，造成空開過(guò)流跳開。

經(jīng)調(diào)度申請(qǐng)?jiān)S可，將該線路保護(hù)裝置第1組跳閘出口退出進(jìn)行檢查。使用萬(wàn)用表測(cè)量4DK1空開上口，直流電壓110 V無(wú)異常；測(cè)量4DK1空開下口，正、負(fù)端間及對(duì)地均無(wú)交流或直流電壓；檢查保護(hù)裝置24 V線路絕緣，其對(duì)地電阻值無(wú)窮大，未發(fā)現(xiàn)明顯的接地或寄生回路串入現(xiàn)象。合上4DK1空開，后臺(tái)“第1組控制回路斷線”信號(hào)復(fù)歸，無(wú)其他異常信號(hào)發(fā)出，直流接地檢測(cè)儀上各支路對(duì)地電阻均正常；再次測(cè)量4DK1空開下口，直流電壓110 V無(wú)異常。將斷路器處于合位，分別對(duì)3相操作回路進(jìn)行檢查，使用萬(wàn)用表測(cè)得A相合位監(jiān)視位置4D107電壓為-105 V，A相跳位監(jiān)視位置4D100電壓為+110 V，無(wú)交流電壓串入；B，C相操作回路與A相對(duì)應(yīng)點(diǎn)電壓檢查亦正常，操作回路未發(fā)現(xiàn)異常。此時(shí)4DK1空開再次跳開，檢修人員懷疑可能因空開老舊出現(xiàn)故障，從站內(nèi)新擴(kuò)建未投運(yùn)間隔的保護(hù)屏上拆得1個(gè)同廠家同容量的新空開，按照原有接線方式替換原有空開。合上新4DK1空開，現(xiàn)場(chǎng)觀察，約10 min后，已經(jīng)拆下的老空開在晃動(dòng)時(shí)忽然跳開，由此判斷是一起由空開質(zhì)量問(wèn)題引起的故障。故障檢查示意如圖3所示。

2.4 短接法

短接法是將回路的某一部分或某一段用短接線進(jìn)行人為短接，從而判斷故障是否在短接線范圍內(nèi)。與替換法相似，短接法也可以縮小故障查找范圍，簡(jiǎn)化故障處理步驟；但是這種方法適用范圍較小，一般用于檢查電磁鎖失靈、切換把手故障、電流回路開路等。

圖3　替換法故障檢查

某變電站110 kV線路發(fā)生單相接地故障，線路保護(hù)拒動(dòng)，造成站內(nèi)110 kV母聯(lián)保護(hù)零序動(dòng)作跳開810開關(guān)，2號(hào)主變保護(hù)中后備零序動(dòng)作跳開802開關(guān)，故障線路所在Ⅱ母線失壓。

經(jīng)檢查，故障線路使用國(guó)電南京自動(dòng)化股份有限公司生產(chǎn)的PSL621D型線路保護(hù)。故障發(fā)生時(shí)保護(hù)裝置正常啟動(dòng)，記錄故障相為B相，保護(hù)啟動(dòng)后25 ms接地距離Ⅰ段出口，276 ms接地距離三跳失敗，500 ms零序Ⅱ段出口，電流為24．965 A，零序三跳失敗，零序永跳出口，測(cè)距為23．26 km。

由于現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員在測(cè)控屏無(wú)法對(duì)開關(guān)進(jìn)行分閘操作，檢修人員現(xiàn)場(chǎng)模擬故障，保護(hù)裝置動(dòng)作但不能出口。使用萬(wàn)用表在保護(hù)裝置TRIP板件(見(jiàn)圖4)上測(cè)量電位發(fā)現(xiàn)，保護(hù)動(dòng)作時(shí)1n11x6處電壓由0變?yōu)?110 V，1n11x7出口處電壓始終為-110 V，無(wú)變化。該跳閘回路在TRIP板件內(nèi)經(jīng)過(guò)壓力低閉鎖跳閘1YJJ1，1YJJ2繼電器的并聯(lián)常閉接點(diǎn)和防跳繼電器TBJ。再測(cè)量保護(hù)動(dòng)作時(shí)1n11x16電壓保持-110 V，1YJJ1與1YJJ2均未動(dòng)作。

檢修人員懷疑裝置元件可能有損壞，造成跳閘回路不通，于是取出TRIP板使用萬(wàn)用表檢查。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，1YJJ1，1YJJ2常閉接點(diǎn)同時(shí)不通。使用短接法將1YJJ1常閉接點(diǎn)焊接成通路，重新把板件插回原處后再次試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作與測(cè)控屏操作均可以進(jìn)行分閘。由此確認(rèn)故障線路保護(hù)裝置拒動(dòng)原因?yàn)楸Ｗo(hù)裝置TRIP板故障，1YJJ1，1YJJ2常閉接點(diǎn)全部損壞，造成跳閘回路斷開。

圖4　短接法故障檢查

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)，數(shù)字化、智能化變電站逐步投入使用，繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展也在與時(shí)俱進(jìn)。在實(shí)際工作中遇到的微機(jī)繼電保護(hù)裝置故障問(wèn)題種類多樣，應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合適的處理方法，并善于總結(jié)，積累經(jīng)驗(yàn)，切實(shí)提高處理微機(jī)繼電保護(hù)裝置故障的專業(yè)技能水平。

參考文獻(xiàn)：

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作者介紹：

巨克文(1986-)，男，技師，主要從事繼電保護(hù)二次檢修與維護(hù)管理工作，email：mj505658@163．com。

收稿日期：2015-10-07。