2號風機主變跳閘事故分析與處理

齊麗梅　楊順江

摘 要：該文主要針對線路——變壓器組供電的大型同步電動機在運行過程中主變兩次誤跳閘事故原因、處理措施及效果等方面進行分析，拿出相關改進措施，有效解決電子式互感器在線變組專線供電中軟硬件的設計、實施問題。

關鍵詞：電子式互感器 誤跳閘 反措措施

中圖分類號：TM772 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（c）-0073-01

邯鋼西區高爐鼓風機站有三臺44 MW的電動鼓風機，因供電電源點距離鼓風機站較遠，均采用了線路——變壓器組供電，由110 kV輸電線路直接送鼓風機站的三臺50 MVA降壓變壓器帶電動風機運行，線路—變壓器保護是選用當時技術雖說先進，但還不太成熟的電子式互感器，配備PST 1200變壓器雙主雙備的保護裝置，自2007年投運以來，鼓風機啟動時曾發生保護誤跳閘事故4次，鼓風機運行過程中誤跳閘2次。該文從運行中的兩次跳閘事故原因、處理措施及效果等方面進行分析。

1 第一次事故跳閘

事故現象：2011年10月23日上午125開關跳閘，經檢查，保護A柜差動保護動作，保護B柜沒有動作。

事故原因分析：設備廠家到現場調取裝置內錄波，經過分析研究，初步認為高壓側和低壓側回路和保護裝置本身沒有任何問題。低壓側為電子式互感器，互感器二次輸出的采樣為微分小電壓信號，通過智能單元的硬件積分回路處理后送給保護，當沖降壓變時可能會有多次諧波干擾，加上硬件積分回路存在時滯問題，此時智能單元會造成采樣點值突然放大（疊加很大的直流分量），從而導致現場保護裝置跳閘。

處理方法：對現場低壓智能單元采樣回路進行反措，主要是去除硬件積分回路，信號積分通過智能單元CPU的FPGA部分處理，即利用軟件積分較好的濾除直流分量。

試驗方法：由于只更改低壓側采樣回路，其他跳閘部分未動。所以更換裝置后，只需要低壓側加個采樣，保護測查看采樣精準度即可。不需要做保護邏輯。

處理效果：這樣處理后根本問題并沒有解決，以致于運行半年后又發生一起誤跳閘事故。

2 第二次事故跳閘

事故現象：2012年6月25日，邯鋼2號風機主變跳閘。相關廠家技術人員到達現場發現，主變保護B套跳閘燈亮。后臺提示B套保護裝置動作。繼續觀察2號保護裝置不停啟動，無法觀察保護報文和跳閘情況。重新啟動合并器和保護后，保護裝置恢復正常。調出保護報文后發現，兩套保護裝置差動和后備在相同時刻都有啟動報文，但是保護B屏只有跳閘燈亮，沒有相應動作報文和錄波，只有啟動報文。

事故原因分析

（1）主變跳閘應該是差動保護動作，因為后備保護報文調出可以查到故障前的報文，差動保護報文只剩下故障后的啟動報文。PST1200變壓器保護裝置事件報文錄波只能錄10次動作事件，包含啟動事件。現場設備差動保護故障后頻繁啟動后，將故障報文清除，所以無法調出動作報文。（2）現場兩套保護設備都有啟動現象，說明一是當時系統可能有擾動情況，造成保護啟動。二是從我們的運行經驗分析，采集卡容易受到干擾影響。分析在系統擾動時，干擾信號影響采集卡工作，錯誤數據通過合并器進入保護裝置，造成保護動作。

處理方案

（1）更換新的抗干擾能力強的新采集卡，合并器。現場的采集單元和合并器設備都是老的型號，根據國網公司的新要求，都需要用新的裝置。使用新的裝置可以增強抗干擾能力，避免干擾數據進入系統，這在多個國網220KV變電站都有過實踐。（2）在合并器增加采集通道雙通道互檢的功能，避免裝置誤動。（3）完善保護程序。防止負載特性的特殊性導致的保護裝置誤動，和現場故障打印波形功能不完善的問題。（4）經雙方協商南京新寧光電需按改造方案要求，更換2號風機的采集卡和合并器。

處理效果：改造后觀察使用情況，效果還不是太好，好象根本問題還是沒有解決。裝置依舊會有頻繁的誤報信息出現。

3 最終解決方案

綜上所述，設備廠家的設計和研發人員三番兩次的改進方案均被效果驗證給否定了。最終又再次得回歸到多起事故的綜合分析上來，我們將日常設備的運行特點、累次事故現象和主要設備參數等與設備廠家的設計和研發人員溝通，并對鼓風機主變多次跳閘記錄進行分析后，發現該主變保護裝置均為鼓風機啟動或鼓風機負荷波動較大時發生，故障錄波波形顯示有電流畸變過程，分析現有鼓風機運行情況及該保護配置情況，變壓器整定參數合理，造成鼓風機屢次跳閘的因素可能是采集單元、合并單元及裝置內部的邏輯判斷等多重因素共同影響而造成的，不能單獨處理一個問題，針對此種情況分析，我們與設備廠家協商，針對線變組帶鼓風機這種單一的大負荷的保護，不能僅用正常總降變電站變壓器保護裝置的邏輯分析程序，得有一定的針對性反措措施，提出將整個保護系統更換，主要包括保護電流、電壓采集裝置（采集卡、合并器）、保護裝置、以及跳閘執行裝置（智能組件）等都要進行進行全套升級改造，而測控系統盡量保持原來的布局，一方面能和現場后臺保持正常通訊，另一方面節約成本。

具體的方案和措施為：

（1）將原來的一組采集卡單通道同時采集電流、電壓，改為用兩組采集卡雙通道分別采集電流、電壓，而硬件上也配套使用兩個A/D轉換器。這樣從最原始的數據采集方面提高采樣精度，從硬件配置上增強了采樣單元的抗電磁干擾能力。（2）更新技術升級、性能更穩定的X7210微機保護裝置，并改進其邏輯判斷方式和程序，由兩組來自不同采集單元的保護電流共同參與邏輯判斷，一組數據異常時僅用作保護啟動，只有兩組采集單元的數據都異常時才允許保護跳閘出口。這樣可以排除外部干擾或者采集卡本身故障時的數據不一致問題，閉鎖該保護出口，因此不會誤動。（3）在保護程序上增加了干擾數據的處理、濾波及雙A/D數據采集的不一致檢驗，這樣對那些變壓器勵磁涌流、諧波等干擾數據就有了更有效的甄別和判斷。（4）將智能合并器單元更換成性能更穩定的4U整體智能組件。（5）出口操作箱改為單獨的裝置，穩定性增強，裝置抗干擾性能提高。

改進后效果分析：此方案對光電保護裝置進行升級改造后，2#鼓風機主變保護已運行1年，1#鼓風機主變保護運行半年期間，在高爐鼓風機啟動時，未發生保護誤動相象，在鼓風機異常波動時，主變保護未見異常報警信號。保護裝置整體運行良好，基本上消除了原有的保護缺陷，此次改造升級效果較為理想。

4 結語

電子式互感器因絕緣結構簡單，不會有電磁飽和現象；測量帶寬和精度高；使用光纖傳輸信號，二次設備不會產生附加誤差，不易受電磁干擾；其輸出可以方便地與計算機接口等優點，已越來越多地應用在電子變電站、智能電網中。而電子式互感器應用于大型電機的遠距離線路——變壓器組供電方式中也很合理，不僅是信號輸出采用比電纜廉價的光纜降低了綜合成本，節省了設備投資，提高了設備運行維護水平，還有效解決了工程中普通電磁式電流互感器遠距離傳輸信號衰減大的難題。在針對這種大負荷性質、專一供電線變組的設備運行特性采取了科學合理的反措措施，對其軟硬件系統進行優化改進，保護程序完善升級后，此種應用中保護裝置運行更可靠，對其他類似工程很有借鑒意義。endprint