弱光耦電源異常問題的分析及對(duì)策

施永珍，唐 偉

(鄭州供電公司，河南鄭州450006)

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常運(yùn)行狀態(tài)下，為了將事故影響范圍降到最低，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性而裝設(shè)的一種保護(hù)裝置。它在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)是不允許動(dòng)作的，因而又被稱為“無聲的衛(wèi)士”。但是近幾年來，由于微機(jī)保護(hù)裝置內(nèi)部插件的損壞，這個(gè)“無聲的衛(wèi)士”給電力系統(tǒng)安全運(yùn)行造成了很大的影響。

1 故障分析

1.1 異?，F(xiàn)象

某變電站2#主變型號(hào)為RCS-974A的非電量及輔助保護(hù)裝置報(bào)“弱光耦電源異常”信號(hào)，同時(shí)保護(hù)裝置面板上“BJ”報(bào)警燈亮，“OP”運(yùn)行燈不亮。

1.2 現(xiàn)場(chǎng)檢查情況

到現(xiàn)場(chǎng)后，檢查電源插件(DC)強(qiáng)電輸入兩端(圖1中101與102之間)的電壓為220 V，而光耦電源輸出兩端(即104與105之間)電壓為0。初步判斷是光耦電源輸出之間有短路。為了確定是否電源插件的弱光耦電源輸出有問題，保護(hù)工作人員將弱光耦電源輸出的外部回路拆除(即拆除8D31、615)，拆除后再測(cè)量弱光耦電源輸出兩端電壓為24 V，說明了電源插件的弱光耦電源輸出正常，問題在于其外部回路之間有短路。

圖1 插件示意圖

找到原因后，工作人員用排除法一一排查。首先排除二次線之間是否有短路，測(cè)量二次線之間電阻為32 Ω，說明二次線之間無短路，二次線絕緣良好。排除了二次線的問題，工作人員繼續(xù)往下查找，二次線的對(duì)端接在24 V光耦插件上，即“OPTI”插件，測(cè)量其光耦輸入兩端之間電阻為0。為了證明是否24 V光耦插件的問題，工作人員拆除其外部所有回路，即拆除8D31端子“01”，8D38端子“036”，8D35端子“034”，弱光耦插件壓板已全部解除(運(yùn)行人員作安措時(shí)早已解除)。保護(hù)人員依次測(cè)量24 V光耦插件“603”和“615”之間、“604”和“615”之間、“605”和“615”之間、“611”和“615”之間、“602”和“615”之間電阻均為154 Ω，而“614”和“615”之間電阻為 0。因此判定是24 V光耦插件的光耦電源輸入端短路，需更換24 V光耦插件，即“OPTI”插件。更換新插件后，異常信號(hào)消失，保護(hù)裝置面板指示燈正常。但是24 V光耦插件異常給保護(hù)裝置正常運(yùn)行帶來了很大影響，此保護(hù)裝置包含了非電量保護(hù)及輔助保護(hù)。雖然這兩種保護(hù)彼此相互獨(dú)立，但是保護(hù)裝置運(yùn)行燈已經(jīng)不亮，說明此保護(hù)裝置已不能正常運(yùn)行并閉鎖了輔助保護(hù)，此時(shí)若電力系統(tǒng)有故障，而開關(guān)又拒動(dòng)，輔助保護(hù)將不能起到保護(hù)作用，將會(huì)擴(kuò)大事故影響范圍，后果不堪設(shè)想。

2 弱電開入回路介紹

弱電開入回路大多是觸點(diǎn)狀態(tài)的輸入，可以分成兩類:一類是安裝在裝置面板上的觸點(diǎn)，如各種工作方式開關(guān)，復(fù)歸按鈕及其他按鈕等。這類觸點(diǎn)與外界電路無聯(lián)系，可直接接至微機(jī)的并行接口，也可以直接與CPU口線相連;另一類是保護(hù)裝置引入其他開關(guān)量的觸點(diǎn)，如保護(hù)的投退壓板、其他保護(hù)裝置的動(dòng)作接點(diǎn)、TWJ動(dòng)作觸點(diǎn)等。這類觸點(diǎn)有許多與外界電路有聯(lián)系，有的還經(jīng)過很長的電纜接到保護(hù)裝置。這些接點(diǎn)不能直接接入，而需經(jīng)過光耦器件進(jìn)行隔離，以防接點(diǎn)輸入回路引入的共模干擾影響微機(jī)系統(tǒng)的工作，如圖2所示。

圖2 弱電開入回路

3 輔助保護(hù)——失靈保護(hù)電流起動(dòng)原理

失靈電流起動(dòng)采用一個(gè)過流判別元件，起動(dòng)電流可以是相電流、零序電流或負(fù)序電流，還可整定選擇是否經(jīng)變壓器保護(hù)動(dòng)作接點(diǎn)、斷路器不一致接點(diǎn)和斷路器合閘位置接點(diǎn)閉鎖。保護(hù)人員查閱圖紙，此2#主變失靈保護(hù)起動(dòng)原理圖如圖3。從失靈保護(hù)起動(dòng)原理圖知:2#主變的兩套保護(hù)都起動(dòng)同一臺(tái)失靈保護(hù)裝置，若這一臺(tái)失靈保護(hù)裝置因故障不能運(yùn)行，則2#主變將會(huì)失去失靈保護(hù)。失靈保護(hù)退出運(yùn)行將會(huì)給電力系統(tǒng)造成很大影響。

系統(tǒng)發(fā)生故障之后，如果出現(xiàn)了斷路器失靈而又沒有采取其他措施，將會(huì)造成嚴(yán)重的后果:

圖3 失靈保護(hù)起動(dòng)原理圖

(1)損壞主設(shè)備或引起火災(zāi)。如變壓器出口短路而保護(hù)動(dòng)作后斷路器拒絕跳閘，將嚴(yán)重?fù)p壞變壓器或造成變壓器著火;

(2)擴(kuò)大停電范圍。如當(dāng)故障斷路器拒絕跳閘時(shí)，就會(huì)造成上級(jí)保護(hù)來切除故障，造成停電范圍擴(kuò)大，將造成很大的經(jīng)濟(jì)損失;

(3)還有可能使電力系統(tǒng)瓦解。當(dāng)發(fā)生斷路器失靈故障時(shí)，要靠各相鄰元件的后備保護(hù)切除故障，由于故障被切除時(shí)間過長，可能會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，甚至可能使系統(tǒng)瓦解。

4 防范措施

根據(jù)上面的分析，提出了以下防范措施:

(1)變電站出現(xiàn)保護(hù)裝置告警時(shí)，運(yùn)行人員立即匯報(bào)調(diào)度，通知保護(hù)人員立即處理，縮短因保護(hù)裝置插件損壞保護(hù)退出運(yùn)行的時(shí)間。

(2)近幾年保護(hù)裝置插件損壞的缺陷非常多，保護(hù)人員要進(jìn)行總結(jié)并歸類，對(duì)于損壞頻率較高的插件要多備用幾套，以便有缺陷時(shí)及時(shí)處理，盡快恢復(fù)保護(hù)正常運(yùn)行。

(3)維護(hù)人員要定期檢查保護(hù)裝置屏背后各端子、插件是否連接牢固可靠，發(fā)現(xiàn)異常立即處理。

(4)在保護(hù)設(shè)計(jì)要求上，避免插件損壞輔助保護(hù)退出運(yùn)行，輔助保護(hù)也應(yīng)雙重化配置。即使一套輔助保護(hù)不能運(yùn)行，還有另一套輔助保護(hù)能正常運(yùn)行。

5 結(jié)束語

此次缺陷處理中，最大的危險(xiǎn)點(diǎn)是2#主變保護(hù)將會(huì)失去輔助保護(hù)。而輔助保護(hù)在維護(hù)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行方面起著不可估量的作用，輔助保護(hù)退出運(yùn)行將會(huì)給電力系統(tǒng)造成很大的影響。所以，從這次缺陷處理過程看出，若輔助保護(hù)是雙重化配置，就不會(huì)存在2#主變失去輔助保護(hù)的問題，因?yàn)楫?dāng)一套輔助保護(hù)不能運(yùn)行時(shí)，還有另一套輔助保護(hù)能正常運(yùn)行，就為電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行增加了一份保障。由此看來，輔助保護(hù)的雙重化配置也是非常必要的。

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