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微机保护装置运行中“死机”情况的研究与探讨

时间:2016-9-20 新闻类别:产品知识 已阅:

随着公司综合自动化的全部实现。由晶体管型继电器所构成的微机保护装置得到了广泛的运用,然而从近几年运行经验证明,晶体管型继电器容易受到外界磁场干扰而误动作,另外它所用的电子元件较多,其中任何一个元件特性发生变化,都可能造成保护误动或拒动,同时由于晶体管继电器的焊接点和插件较多,倘若制造工艺不良,也将造成保护误动或拒动。本文将从运行工作中,曾经历两例微机保护装置运行中"死机"的案例。设计出一款专门监控微机保护装置是否工作正常的带有巡检功能的专用微机保护装置,以及采用微机保护装置的交流输入接线也设计为插件形式,便可实现微机保护装置的"旁路带",以此提高微机保护装置在运行中的安全性。

2案例一10千伏电容器微机保护装置

2.1 现场设备布置情况:后台监控机在主控室,电容器开关柜在10千伏高压箱,微机保护装置按装在电容器开关柜上,集合式电容器在室外,为露天式安装(10千伏高压开关与室外电容器、变压器距离较近)。

2.2经过:值班人员在主控室,通过后台机遥调10千伏电容器合闸送电后,系统无功得到补偿,10kV母线电压明显提高,但后台机电容器间隔相关数据不刷新,运行指示红灯不亮。箱变内10千伏电容器微机保护装置报"保护动作----零序告警"、"保护异常"等指示灯亮,操作电容器微机保护装置键盘无效,检查电容器开关间隔及室外电容器均无异常。

2.3处理情况:断开10千伏电容器微机保护装置电源模块开关,重新送上后,微机保护装置运行正常,后台机电容器间隔相关数据刷新,运行指示红灯指示正常。

结论:10千伏电容器合闸送电瞬间,微机保护装置受到外界电磁场干扰,保护异常,造成微机保护装置"死机"(也可能是电网电压波动,间接影响微机保护装置电源回路,造成微机保护装置系统工作不稳定,死机)。

3.案例二、35千伏线路微机保护装置

经过:值班人员在巡视中,发现35千伏某线路微机保护装置运行指示灯不闪烁,操作该微机保护装置键盘无效,通过检查后台机,发现该线路相关数据不刷新,断开该微机保护装置电源开关,重新送上后,微机保护装置运行指示灯仍不闪烁相关数据仍不刷新。

处理情况:通过倒旁路操作,将该线路负荷倒至旁母带,将该线路开关及保护停运(就地操作)。

结论:微机保护装置内部故障,造成微机保护装置"死机"。

4. 微机保护装置"死机"的危害

通过以上案例,可以说明,微机型保护装置在实际运行中,会有"死机"情况的发生,尽管这种情况发生的机率非常小,但其后果是非常严重的。如案例一,微机保护装置死机,电容器露天式按装在室外,如有发生电容器内部故障,或阴雨天气,飞鸟羽毛淋湿,落在电容器三相裸露刀闸处,保护拒动,将造成越级跳闸,造成整段母线失压。尤其是案例二的情况,35千伏线路如发生短路故障,微机保护装置死机,保护拒动,将造成该线路所连母线电源侧开关跳闸,扩大停电范围。因为该段35千伏母线所连线路的另一端就可能就造成全站失压或重要用户失电。

因此上,针对微机保护装置运行中"死机"这个弱点,作为运行值班人员来说,通过以下几个应对措施,能够在一定程度上避免事故的发生。

5.应采取的措施

5.1在设备停、送电操作后,检查过程中,一定要检查保护装置情况,及时将保护装置运行菜单恢复到主菜单界面。

5.2在进行巡视工作时,一定将检查微机保护装置工作状态,作为巡视工作的重要一项,微机保护装置的运行情况,检查方面,还可以通过观看后台监控机相关间隔设备数据,在一定时间段内(1---5秒内)是否正常刷新,如电压、电流、有功、无功等数据一直无刷新不变,就要引起注意。

5.3一旦发现"死机"情况发生,可以将该微机保护装置电源开关断开,重新再送上,这时有两种情况发生:A、合上电源开关后,装置运行正常,后台机相关数据刷新正常;B、合上电源开关后,微机保护装置仍"死机",此时,有条件话,值班人员应积极采取措施,通过倒闸操作,将相关负荷倒走,将故障保护装置相关设备停用,无条件的,与调度联系,将相关设备停用(在运规中明确规定,严禁设备无保护运行)

6探索与研究

在我们实际工作中,仍存在两个问题需要解决:1、仅靠值班人员监控,是远远不够的,因为我们不可能做到24时不间断监控(微机保护装置"死机"故障后,没有任何报警信息);2、微机保护装置因内部原因故障 "死机",能在最短时间内处理最好,如果用倒旁操作,对留守站来说,不具备条件,如果将设备停用,将造成对35千伏变电站,或对35千伏重要用户供电中断。为此针对上述问题,提出可行的解决方法

6.1针对案例一出现的问题:如果能利用微机保护装置"死机"故障后,无法向后台监控机实时传送数据,后台机相关设备数据不刷新这个特点(如图1)

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如图1,来自TA(电流互感器)、TV(电压互感器)的模拟量(电流、电压),通过微机保护装置内部变换器、A/D 转换芯片等,将模拟量转换成数字量,也就是微机保护装置所能处理的数字信号,经总线与后台机之间的联系,我们可以在后台机,综合自动化系统监控界面上,直接监测到来自TA所通过的电流和TV所监测到的电压,而TA、TV模拟量是随着时间而不断变化的。我们在上面已经提到过,在微机保护装置"死机"后,不能再向后台机传送数字信号,也就是我们所说的相关设备数据不刷新。如果设计出一款专门监控微机保护装置是否工作正常的带有巡检功能的专用微机保护装置,则能大大减少运行人员工作量,提高微机保护装置在运行中的安全系数。

我们对专用微机保护装置命名为"微机保护装置巡检机",如图2:

通过总线将微机保护装置上的通讯端子,与保护装置巡检机实现联接,工作原理是这样的:巡检机工作开始,将从01#微机保护装置从X时X分01、X时X分10秒、X时X分30秒传来的电流数字信号分别储存,比较回路将三次数字信号对比,如果数字不相等,说明微机保护装置运行正常。为将准确率提高,在进行三次储存电流数字的同时,在三个时间点,同时储存从01#微机保护装置传来的电压数字信号,如果数字不相等,也说明微机保护装置运行正常。从两方面确定01#微机保护装置运行正常后,巡检机自动清除所储存数据,进行02#、3#……巡检,一旦出现电流、电压数据信号相同,巡检机将发出X #微机保护装置故障预告信号,提醒值班人员采取措施(工作流程如图3),保护装置巡检机可在程序上设定为20分种巡检一次。

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6.2针对案例二:微机保护装置因内部原因故障 "死机",如何实现在不停电的情况,实现在最短时间内处理好设备保护问题,可借鉴倒闸操作中的"旁路带"。如图4:

图4微机保护装置背部插件图片

如图4所示,微机保护装置背部出口接点、电源回路、操作回路、开关量输入、交流输入都是插件,如将交流输入接线也设计为插件形式,便可实现微机保护装置的"旁路带"如图5

这种处理方法,需要一个备用微机保护装置,并将该装置的定值区1、2、3……依次输入对应线路的保护定值。

在确定某条线路微机保护装置因内部原因故障 "死机",只需要将故障微机保护装置插件分别拔出,将插件插入连接用连线的插槽,再将连接用连线插件分别插入备用微机保护装置插槽,启动备用微机保护装置,将定值切换为所对应的定值区即可。

7结束语

变电站向无人值班模式发展,是必然发展方向。以上提出的解决方法,能够为变电站微机保护装置安全性做出微薄之力,并且在实践中正确可靠地处理微机保护装置"死机"问题,保证设备安全稳定运行。

参考文献

[1]GB14285-93《继电保护和安全自动装置技术规程》

[2]《变电站综合自动化技术》中国电力出版社

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