變電站母線差動(dòng)保護(hù)異常原因分析及處理措施

摘要：變電站的母線是電力系統(tǒng)最重要的電能傳輸元件。母線差動(dòng)保護(hù)作為母線的主保護(hù)，是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要裝置，其運(yùn)行的安全性、可靠性將直接影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，而它的誤動(dòng)和拒動(dòng)都會(huì)給電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重的危害。因此，必須要保證變電站母線差動(dòng)保護(hù)運(yùn)行的可靠性。鑒于此，本文就某變電站母線差動(dòng)保護(hù)異常啟動(dòng)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：母線差動(dòng)保護(hù);電力系統(tǒng);電力元件;電能

一、異?，F(xiàn)象檢查分析

1.1現(xiàn)象描述與裝置檢查

對(duì)220kV某變電站220kVCSC150母線差動(dòng)保護(hù)進(jìn)行專(zhuān)業(yè)巡視時(shí)，發(fā)現(xiàn)保護(hù)裝置發(fā)出告警信號(hào)，告警報(bào)文提示B相差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)。隨即檢查各間隔電流實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，電流、電壓的有效值、相序正確，大差、小差均為0，檢查外部開(kāi)入正確，保護(hù)定值校核正確，裝置無(wú)異常的保護(hù)自檢信息，唯有不同的是投入了互聯(lián)壓板，當(dāng)時(shí)母線已倒向單母運(yùn)行。為了防止保護(hù)誤動(dòng)發(fā)生，當(dāng)即申請(qǐng)退出保護(hù)出口壓板，測(cè)試互聯(lián)壓板投入退出，保護(hù)裝置開(kāi)入反映正確。投入互聯(lián)壓板保護(hù)啟動(dòng)，退出互聯(lián)壓板啟動(dòng)返回，但是兩種狀態(tài)下保護(hù)裝置顯示各通道采樣的有效值是一致的。單從現(xiàn)象看差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)與互聯(lián)壓板有關(guān)，在經(jīng)過(guò)與設(shè)備開(kāi)發(fā)組溝通后，認(rèn)為互聯(lián)壓板只是保護(hù)啟動(dòng)的一個(gè)誘因，不是根本原因。

1.2采樣點(diǎn)值與錄波圖分析

打印采樣點(diǎn)值逐個(gè)通道檢查，發(fā)現(xiàn)第三個(gè)間隔電流通道B相采樣異常。CPU3為差動(dòng)啟動(dòng)處理器，Ib3=29.06A;CPU4為差動(dòng)出口處理器，Ib3=0.3769A。由于第三個(gè)間隔為備用間隔，外部無(wú)電流接入回路，正常情況只有一點(diǎn)零漂值，區(qū)間（-0.001，0.001）。不難看出，采樣點(diǎn)值反映為一直流分量，檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)外部回路存在直流量輸入。

采樣點(diǎn)值異常，而沒(méi)有差流，是因?yàn)檠b置各通道輸入為交流量，交流采樣計(jì)算將直流分量絕大部分被濾除掉了，所以Ib3通道計(jì)算得到的有效值近似為0，因此，差流仍為0.差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)故障錄波如圖1所示。模擬量電流通道Ib3有一個(gè)正向直流分量，量程已滿(mǎn)格29.06A，開(kāi)關(guān)量1——保護(hù)啟動(dòng)已發(fā)生變位。保護(hù)裝置軟件邏輯已滿(mǎn)足B相差動(dòng)保護(hù)條件，原因是通道Ib3存在一個(gè)異常的直流分量。作為備用通道，這個(gè)直流分量可以認(rèn)為通道零漂，說(shuō)明當(dāng)時(shí)通道Ib3零漂已出現(xiàn)了問(wèn)題。

二、通道零漂調(diào)整與模擬測(cè)試

2.1零漂調(diào)整

通道零漂系數(shù)大多在設(shè)備出廠前或新設(shè)備投運(yùn)前完成校驗(yàn)，屬于廠家內(nèi)部參數(shù)，用戶(hù)不得隨意更改。檢查發(fā)現(xiàn)保護(hù)裝置Ib3通道的零漂調(diào)整系數(shù)與其他通道不一樣，其他通道為0.01，而Ib3為1.7.單獨(dú)校正通道Ib3零漂系數(shù)，然后打印采樣點(diǎn)值，啟動(dòng)CPU3（Ib3）所有點(diǎn)值全變成0，出口CPU4（Ib3）點(diǎn)值在（-0.001，0.001）范圍內(nèi)?；謴?fù)所有運(yùn)行間隔電流回路，投入互聯(lián)壓板，裝置未發(fā)生差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)，進(jìn)一步說(shuō)明備用間隔通道Ib3零漂異常是造成差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)的直接原因。

2.2模擬測(cè)試

在第三個(gè)備用間隔加入三相電流進(jìn)行校核測(cè)試，結(jié)果CPU3（Ib3）采樣全為0，CPU4采樣正確。說(shuō)明CPU3插件硬件回路出現(xiàn)問(wèn)題或在零漂系數(shù)校正后軟件與硬件失配。裝置斷電重啟，效果還是一樣，說(shuō)明啟動(dòng)CPU3第三間隔Ib3通道采樣故障。再次查看零漂系數(shù)，Ib3返回至1.7，采樣點(diǎn)值復(fù)原，說(shuō)明調(diào)整后Ib3的零漂系數(shù)在裝置失電后不能保存。

三、綜合分析

裝置硬件出現(xiàn)不可修復(fù)性故障造成備用通道Ib3采樣異常，啟動(dòng)CPU3（Ib3）不能正常采樣，出口CPU4（Ib3）采樣受制零漂調(diào)整系數(shù)，由于該調(diào)整系數(shù)在裝置失電后不能保存，同樣會(huì)出現(xiàn)采樣異常的可能，因此，裝置失電后必須重新調(diào)整零漂系數(shù)，否則影響保護(hù)正常運(yùn)行。投入互聯(lián)壓板出現(xiàn)B相差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)是因?yàn)楸Ｗo(hù)軟件計(jì)算邏輯發(fā)生了變化，備用通道的零漂采樣也參與差動(dòng)電流計(jì)算，另外，裝置軟硬件對(duì)直流分量不能有效濾除。所以，差動(dòng)保護(hù)軟件設(shè)計(jì)存在不足，在考慮母線互聯(lián)情況下未有效隔離備用間隔零漂值。保護(hù)裝置自檢功能存在缺陷，電流通道采樣點(diǎn)值達(dá)到滿(mǎn)量程而不產(chǎn)生自檢報(bào)告或彈出告警信息，給巡檢設(shè)備帶來(lái)不便。因此，檢查巡視同類(lèi)保護(hù)裝置時(shí)不能只關(guān)注各通道的有效值、大差、小差及制動(dòng)電流，還要打印查看各通道的采樣點(diǎn)值，包括備用通道。

四、處理措施

加強(qiáng)對(duì)同類(lèi)母線差動(dòng)保護(hù)的運(yùn)行巡視，不僅要查看各電流通道的有效值，還要打印并分析所有通道的采樣點(diǎn)值，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)調(diào)整零漂系數(shù)。發(fā)現(xiàn)零漂系數(shù)在裝置失電后失效的同類(lèi)設(shè)備盡可能減少裝置電源重啟，裝置失電后必須重新校驗(yàn)零漂系數(shù)，并進(jìn)行模擬測(cè)試，正常后方可投運(yùn)。短期內(nèi)無(wú)更換計(jì)劃應(yīng)督促裝置生產(chǎn)廠家進(jìn)行軟、硬件升級(jí)，不能升級(jí)或升級(jí)后不能完成解決問(wèn)題的裝置應(yīng)盡快安排整體更換。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，母線差動(dòng)保護(hù)的應(yīng)用是電力系統(tǒng)運(yùn)行的需求，防止母線差動(dòng)保護(hù)不正確動(dòng)作的發(fā)生是當(dāng)前繼電保護(hù)工作的重中之重。為了提高變電站母線差動(dòng)保護(hù)運(yùn)行的可靠性，防止母線差動(dòng)保護(hù)不正確動(dòng)作的發(fā)生，技術(shù)人員應(yīng)對(duì)一些常見(jiàn)故障問(wèn)題進(jìn)行分析總結(jié)，并制訂有針對(duì)性的改進(jìn)措施，將設(shè)備隱患消滅在萌芽狀態(tài)，以保證整個(gè)電力系統(tǒng)始終處于安全、穩(wěn)定以及可靠的運(yùn)行狀態(tài)中。

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姓名：潘紹煒（1988.05.20），性別：男，籍貫：廣東，民族：漢族，學(xué)歷：大學(xué)本科，職稱(chēng)：工程師 ，職務(wù)：高級(jí)作業(yè)員， 研究方向：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)。