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【KJ660微機繼電保護測試儀】微機保護裝置運行中“死機”情況的研究與探討

來源:上海徐吉電氣有限公司   2012年06月30日 11:24  

隨著公司綜合自動化的全部實現(xiàn)。由晶體管型繼電器所構(gòu)成的微機保護裝置得到了廣泛的運用,然而從近幾年運行經(jīng)驗證明,晶體管型繼電器容易受到外界磁場干擾而誤動作,另外它所用的電子元件較多,其中任何一個元件特性發(fā)生變化,都可能造成保護誤動或拒動,同時由于晶體管繼電器的焊接點和插件較多,倘若制造工藝不良,也將造成保護誤動或拒動。本文將從運行工作中,曾經(jīng)歷兩例微機保護裝置運行中“死機”的案例。設(shè)計出一款專門監(jiān)控微機保護裝置是否工作正常的帶有巡檢功能的微機保護裝置,以及采用微機保護裝置的交流輸入接線也設(shè)計為插件形式,便可實現(xiàn)微機保護裝置的“旁路帶”,以此提高微機保護裝置在運行中的安全性。

2案例一10千伏電容器微機保護裝置

2.1 現(xiàn)場設(shè)備布置情況:后臺監(jiān)控機在主控室,電容器開關(guān)柜在10千伏高壓箱,微機保護裝置按裝在電容器開關(guān)柜上,集合式電容器在室外,為露天式安裝(10千伏高壓開關(guān)與室外電容器、變壓器距離較近)。

2.2經(jīng)過:值班人員在主控室,通過后臺機遙調(diào)10千伏電容器合閘送電后,系統(tǒng)無功得到補償,10kV母線電壓明顯提高,但后臺機電容器間隔相關(guān)數(shù)據(jù)不刷新,運行指示紅燈不亮。箱變內(nèi)10千伏電容器微機保護裝置報“保護動作----零序告警”、“保護異常”等指示燈亮,操作電容器微機保護裝置鍵盤無效,檢查電容器開關(guān)間隔及室外電容器均無異常。

2.3處理情況:斷開10千伏電容器微機保護裝置電源模塊開關(guān),重新送上后,微機保護裝置運行正常,后臺機電容器間隔相關(guān)數(shù)據(jù)刷新,運行指示紅燈指示正常。

結(jié)論:10千伏電容器合閘送電瞬間,微機保護裝置受到外界電磁場干擾,保護異常,造成微機保護裝置“死機”(也可能是電網(wǎng)電壓波動,間接影響微機保護裝置電源回路,造成微機保護裝置系統(tǒng)工作不穩(wěn)定,死機)。

3.案例二、35千伏線路微機保護裝置

經(jīng)過:值班人員在巡視中,發(fā)現(xiàn)35千伏某線路微機保護裝置運行指示燈不閃爍,操作該微機保護裝置鍵盤無效,通過檢查后臺機,發(fā)現(xiàn)該線路相關(guān)數(shù)據(jù)不刷新,斷開該微機保護裝置電源開關(guān),重新送上后,微機保護裝置運行指示燈仍不閃爍相關(guān)數(shù)據(jù)仍不刷新。

處理情況:通過倒旁路操作,將該線路負荷倒至旁母帶,將該線路開關(guān)及保護停運(就地操作)。

結(jié)論:微機保護裝置內(nèi)部故障,造成微機保護裝置“死機”。

4. 微機保護裝置“死機”的危害

通過以上案例,可以說明,微機型保護裝置在實際運行中,會有“死機”情況的發(fā)生,盡管這種情況發(fā)生的機率非常小,但其后果是非常嚴重的。如案例一,微機保護裝置死機,電容器露天式按裝在室外,如有發(fā)生電容器內(nèi)部故障,或陰雨天氣,飛鳥羽毛淋濕,落在電容器三相裸露刀閘處,保護拒動,將造成越級跳閘,造成整段母線失壓。尤其是案例二的情況,35千伏線路如發(fā)生短路故障,微機保護裝置死機,保護拒動,將造成該線路所連母線電源側(cè)開關(guān)跳閘,擴大停電范圍。因為該段35千伏母線所連線路的另一端就可能就造成全站失壓或重要用戶失電。

因此上,針對微機保護裝置運行中“死機”這個弱點,作為運行值班人員來說,通過以下幾個應(yīng)對措施,能夠在一定程度上避免事故的發(fā)生。

5.應(yīng)采取的措施

5.1在設(shè)備停、送電操作后,檢查過程中,一定要檢查保護裝置情況,及時將保護裝置運行菜單恢復(fù)到主菜單界面。

5.2在進行巡視工作時,一定將檢查微機保護裝置工作狀態(tài),作為巡視工作的重要一項,微機保護裝置的運行情況,檢查方面,還可以通過觀看后臺監(jiān)控機相關(guān)間隔設(shè)備數(shù)據(jù),在一定時間段內(nèi)(1---5秒內(nèi))是否正常刷新,如電壓、電流、有功、無功等數(shù)據(jù)一直無刷新不變,就要引起注意。

5.3一旦發(fā)現(xiàn)“死機”情況發(fā)生,可以將該微機保護裝置電源開關(guān)斷開,重新再送上,這時有兩種情況發(fā)生:A、合上電源開關(guān)后,裝置運行正常,后臺機相關(guān)數(shù)據(jù)刷新正常;B、合上電源開關(guān)后,微機保護裝置仍“死機”,此時,有條件話,值班人員應(yīng)積極采取措施,通過倒閘操作,將相關(guān)負荷倒走,將故障保護裝置相關(guān)設(shè)備停用,無條件的,與調(diào)度,將相關(guān)設(shè)備停用(在運規(guī)中明確規(guī)定,嚴禁設(shè)備無保護運行)

6探索與研究

在我們實際工作中,仍存在兩個問題需要解決:1、僅靠值班人員監(jiān)控,是遠遠不夠的,因為我們不可能做到24時不間斷監(jiān)控(微機保護裝置“死機”故障后,沒有任何報警信息);2、微機保護裝置因內(nèi)部原因故障 “死機”,能在zui短時間內(nèi)處理,如果用倒旁操作,對留守站來說,不具備條件,如果將設(shè)備停用,將造成對35千伏變電站,或?qū)?5千伏重要用戶供電中斷。為此針對上述問題,提出可行的解決方法

6.1針對案例一出現(xiàn)的問題:如果能利用微機保護裝置“死機”故障后,無法向后臺監(jiān)控機實時傳送數(shù)據(jù),后臺機相關(guān)設(shè)備數(shù)據(jù)不刷新這個特點(如圖1)

如圖1,來自TA(電流互感器)、TV(電壓互感器)的模擬量(電流、電壓),通過微機保護裝置內(nèi)部變換器、A/D 轉(zhuǎn)換芯片等,將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,也就是微機保護裝置所能處理的數(shù)字信號,經(jīng)總線與后臺機之間的,我們可以在后臺機,綜合自動化系統(tǒng)監(jiān)控界面上,直接監(jiān)測到來自TA所通過的電流和TV所監(jiān)測到的電壓,而TA、TV模擬量是隨著時間而不斷變化的。我們在上面已經(jīng)提到過,在微機保護裝置“死機”后,不能再向后臺機傳送數(shù)字信號,也就是我們所說的相關(guān)設(shè)備數(shù)據(jù)不刷新。如果設(shè)計出一款專門監(jiān)控微機保護裝置是否工作正常的帶有巡檢功能的微機保護裝置,則能大大減少運行人員工作量,提高微機保護裝置在運行中的安全系數(shù)。

我們對微機保護裝置命名為“微機保護裝置巡檢機”,如圖2:

通過總線將微機保護裝置上的通訊端子,與保護裝置巡檢機實現(xiàn)聯(lián)接,工作原理是這樣的:巡檢機工作開始,將從01#微機保護裝置從X時X分01、X時X分10秒、X時X分30秒傳來的電流數(shù)字信號分別儲存,比較回路將三次數(shù)字信號對比,如果數(shù)字不相等,說明微機保護裝置運行正常。為將準確率提高,在進行三次儲存電流數(shù)字的同時,在三個時間點,同時儲存從01#微機保護裝置傳來的電壓數(shù)字信號,如果數(shù)字不相等,也說明微機保護裝置運行正常。從兩方面確定01#微機保護裝置運行正常后,巡檢機自動清除所儲存數(shù)據(jù),進行02#、3#……巡檢,一旦出現(xiàn)電流、電壓數(shù)據(jù)信號相同,巡檢機將發(fā)出X #微機保護裝置故障預(yù)告信號,提醒值班人員采取措施(工作流程如圖3),保護裝置巡檢機可在程序上設(shè)定為20分種巡檢一次。

 

 

 

6.2針對案例二:微機保護裝置因內(nèi)部原因故障 “死機”,如何實現(xiàn)在不停電的情況,實現(xiàn)在zui短時間內(nèi)處理好設(shè)備保護問題,可借鑒倒閘操作中的“旁路帶”。如圖4:

圖4微機保護裝置背部插件圖片

如圖4所示,微機保護裝置背部出口接點、電源回路、操作回路、開關(guān)量輸入、交流輸入都是插件,如將交流輸入接線也設(shè)計為插件形式,便可實現(xiàn)微機保護裝置的“旁路帶”如圖5

這種處理方法,需要一個備用微機保護裝置,并將該裝置的定值區(qū)1、2、3……依次輸入對應(yīng)線路的保護定值。

在確定某條線路微機保護裝置因內(nèi)部原因故障 “死機”,只需要將故障微機保護裝置插件分別拔出,將插件插入連接用連線的插槽,再將連接用連線插件分別插入備用微機保護裝置插槽,啟動備用微機保護裝置,將定值切換為所對應(yīng)的定值區(qū)即可。

7結(jié)束語

變電站向無人值班模式發(fā)展,是必然發(fā)展方向。以上提出的解決方法,能夠為變電站微機保護裝置安全性做出微薄之力,并且在實踐中正確可靠地處理微機保護裝置“死機”問題,保證設(shè)備安全穩(wěn)定運行。

參考文獻

[1]GB14285-93《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》

[2]《變電站綜合自動化技術(shù)》中國電力出版社

 

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