关于自动保护装置故障分析 高源

关于自动保护装置故障分析高源

发表时间：2018-06-25T16:01:23.630Z 来源：《电力设备》2018年第5期作者：高源[导读]

(河南崤函电力供应有限责任公司) 故障回路的自动保护装置，采用的是武汉国测科技，线路保护装置型号是GCL-110，该装置主要插件有：电源插件、继电器出口及操作箱插件、CPU插件、交流插件和MMI插件。在此，主要介绍一下电源插件、交流插件、CPU插件和继电器插件。电源插件：

输入交流或直流220V/110V，采用直流逆变电源，经抗干扰滤波回路后，利用逆变原理输出本装置需要的四组直流电压+5V、±15V、两组+24V电压。四组电压均不共地，采用浮地方式。其中： +5V用于CPU； ±15V用于数据采集系统； +24V1用于驱动开出继电器及内部开入量； +24V2用于外部开入电源（如遥脉或GPS）交流插件：

本插件将系统电压互感器、电流互感器二次侧强电信号变换成保护装置所需的弱电信号。供保护插件转换，并起强弱电隔离作用。本插件包括7路电流回路和5路电压回路。 TA：测量三相（Iam、Ibm、Icm）、保护三相（Ia、Ib、Ic）、零序电流3I0。 TV：三相电压（Ua、Ub、Uc）、零序电压3U0、线路抽取电压Ux。 CPU插件：

⑴本插件上设有4路带光电隔离的异步通信接口,1路RS485串行接口（CAN网）用于与外界联系；2路RS232串口，可供主机连接调试；1路RS422串口，用于与人机界面通信。

⑵大容量NVRAM用来保存系统配置信息、事件报文等重要数据，掉电不丢失，提高运行的可靠性。

⑶ 14位A/D转换电路可同时对4路模拟量进行模数转换，每一路输入模拟量在进行模数转换之前都要经过整形和滤波，抗干扰能力强，采样精度高。继电器插件：包括保护动作信号继电器及出口继电器。主要有启动继电器、闭锁继电器、复归继电器、跳闸继电器、合闸继电器、遥跳继电器、防跳继电器、跳闸保持继电器、合闸保持继电器、合后继电器。反映断路器位置的跳闸位置继电器、合闸位置继电器。信号部分有跳闸信号继电器、重合闸继电器、告警继电器。该插件内有一个启动继电器，其常开接点用来闭锁跳闸及合闸出口的电源回路。 2017年5月22日，在一条6kV出线发生事故拒动后，引发6kVⅠ段 6台自动保护装置、LED显示灯全灭、无法查看故障记录、定值软压板自行退出且不能修改保存、通讯中断、后台无显示等故障，这些故障应该是保护装置的电源插件故障、通讯异常故障和CPU插件故障引起的。自动保护装置的可靠性，关系到一个变电站的可靠运行。我们及时成立小组开展分析、研究、讨论、决定分别从保护装置的内部和外部两个层面进行分析。

装置内部分析数据：

对以上故障装置测试分析：

1、保护装置内部TA回路没有断路，TV回路没有短路、断路现象，TA回路没有断路不会产生高电压。

2、保护装置内部电源各路输出均无过电压现象，单独电源插件投入直流220V电源、除Ⅰ义地面变柜保护装置电源插件无±24V外、其他保护装置电源插件各路电压均正常。

3、电源插件插入保护装置内投入直流220V电源，除Ⅰ义地面变柜保护装置通讯口有4.52V电压外、其他保护装置通讯口5V内部、外部开入±24V均无电压。以上分析可以排除由保护装置内部电源引发故障造成保护装置通讯异常故障和CPU插件故障的可能性。Ⅰ义地面变柜保护装置电源插件无±24V电压属于保护装置老化电源故障。电源插件插入保护装置内通讯口5V，内部、外部开入±24V均无电压属于保护装置内有短路现象。造成此现象由外部过电压引起保护装置通讯异常故障和CPU插件故障的可能性较大。装置外部排查：

经检查，以上故障保护装置的通讯屏蔽线的屏蔽层，均无实质性完全屏蔽，通讯线并且与二次电流回路、保护装置开入引线绑扎一起。普遍屏蔽线的屏蔽层接到保护装置的E16端子，E16端子为保护装置电源插件的悬浮接地，屏蔽线的屏蔽层没有可靠接地。二次回路端子螺丝有轻微松动现象。

综上分析结论：

可能是一次回路发生事故时，由于二次电流回路某部分出现接触不良，产生高压，使保护装置二次电流回路带上高电位，感应到与电流线紧密并扎在一起的通讯线缆和保护装置开入引线上，因通讯线缆的屏蔽层没有可靠接地、屏蔽层工艺不规范，没有起到屏蔽层的着用，造成CPU插件上的通讯口RS485口烧坏短路，同时CPU插件上的其他某些元器件也有烧损，故不能发出跳闸指令。

以上故障保护装置通讯是并联的，CPU插件上的通讯口RS485口烧坏短路，产生了一定的压降，因保护装置离前置机约有20米的距离，之间有一定的阻抗，故没有烧毁与于相关的前置机。

防范措施：

1、更换通讯线缆屏蔽线，规范屏蔽线连接和接地方式。保护装置开入引线，更换成屏蔽线缆。

2、做好检查工作，因断路器合、分闸时，有可能使回路当中的螺丝松动，压不紧线头，所以有关人员在一定周期内，检查电流、电压回路螺丝有无松动。

3、站内人员，加强巡视，遇到异常情况，及时报告有关科室；

4、有关部门要高度重视老旧保护装置的运行状态。