變電站自動(dòng)控制系統(tǒng)饋線保護(hù)測控裝置誤報(bào)警故障分析

黃建輝

摘 要：科技的發(fā)展，變電站設(shè)備的更新，使得電力自動(dòng)化控制已相當(dāng)普及。自動(dòng)化設(shè)備的維護(hù)在日常工作中顯得尤為重要。該文就自動(dòng)化控制中一類重要設(shè)備保護(hù)測控裝置（NZB311）在實(shí)際工作中經(jīng)常遇到的一個(gè)典型故障現(xiàn)象的判斷和緊急處理進(jìn)行闡述，最后對此類故障形成的原因進(jìn)行深入分析。

關(guān)鍵詞：變電站 自動(dòng)化 保護(hù)測控裝置 NZB3系列特點(diǎn) 一類典型故障 現(xiàn)象

中圖分類號：TG580.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1674-098X（2016）12（a）-0003-02

隨著科技不斷發(fā)展，變電站設(shè)備不斷改造更新，電力自動(dòng)化控制作為改造方向已發(fā)展多年，目前自動(dòng)化已相當(dāng)普及。在日常維護(hù)、檢修中，經(jīng)常能碰到一些自動(dòng)化控制方面的故障。自動(dòng)化控制中有一個(gè)核心部件保護(hù)測控裝置，它集保護(hù)、測量、控制、監(jiān)測、通訊、事件記錄、故障錄波、操作防誤等多種功能于一體。既可以和防誤綜合操作系統(tǒng)配合完成電站控制、保護(hù)、防誤閉鎖和當(dāng)?shù)毓δ埽€可以獨(dú)立成套完成110 kV及以下中小規(guī)模無人值守變電站或者作為220 kV及以上變電站中、低壓側(cè)的成套保護(hù)和測量監(jiān)控功能。

現(xiàn)就自動(dòng)化控制系統(tǒng)NZB3系列饋線保護(hù)測控裝置的一類典型故障進(jìn)行分析。

1 NZB3系列智能型保護(hù)測控裝置介紹

NZB3系列智能型保護(hù)測控裝置由正泰公司生產(chǎn)。這款產(chǎn)品是建立在通用平臺(tái)上模塊化設(shè)計(jì)的數(shù)字式機(jī)電保護(hù)產(chǎn)品，具有豐富的高性能保護(hù)功能，可就地安裝在開關(guān)柜上或集中組屏使用，是電力自動(dòng)化系統(tǒng)的理想組成部件。

特點(diǎn)：一體化設(shè)計(jì)，保護(hù)、控制、測量、監(jiān)測功能一體化設(shè)計(jì)，使保護(hù)和監(jiān)控之間做到“無縫連接”集成度高，簡化整體系統(tǒng)接線，方便設(shè)計(jì)、施工，提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。

靈活的控制邏輯，設(shè)計(jì)獨(dú)特的跳閘和控制方案，減少外部各類繼電器、接觸器，簡化外部連線、節(jié)省盤面空間，降低總成本（內(nèi)部電路板如圖1所示）。

可以實(shí)現(xiàn)在線編程（ISP）、故障錄波、自診斷功能。提供一個(gè)在線編程通訊接口，可以自由下載各種保護(hù)軟件模塊，一次系統(tǒng)圖；再現(xiàn)記錄歷史事件64條，先進(jìn)先出（FIFO）動(dòng)態(tài)刷新，帶有時(shí)間標(biāo)記，掉電不丟失，有保存記憶功能。可將故障前后各種信息記錄保存，記錄長度為100個(gè)周波，為維護(hù)人員提供故障分析的直接依據(jù)。具備軟、硬件實(shí)時(shí)自檢、報(bào)警、在線檢測裝備內(nèi)部溫度功能。具有強(qiáng)抗干擾能力、故障率很低的特點(diǎn)。

2 饋線保護(hù)測控裝置（NZB311）一類典型故障

2.1 故障現(xiàn)象

監(jiān)控后臺(tái)頻繁報(bào)警，本地查看保護(hù)測控裝置（綜保），一次開關(guān)接線圖頻繁分合，與開關(guān)實(shí)際位置不符。

2.2 故障判斷

測控裝置誤報(bào)警。有兩種可能：（1）雜波干擾；（2）測控裝置開入量和電源板電路故障。

2.3 故障處理

檢查屏蔽情況良好，而且通訊接口信號相互并聯(lián)，如果有干擾信號，所有保護(hù)測控裝置應(yīng)同時(shí)、同一部位被干擾，而實(shí)際為單一的饋線保護(hù)測控裝置故障，故雜波干擾的可能被排除；檢查X2（如圖2）端子相關(guān)接線螺絲接觸良好，插接部位緊固、無松動(dòng)。于是更換開入量和電源電路板，觀察開關(guān)一次接線圖與開關(guān)實(shí)際位置相符，報(bào)警消失，運(yùn)行正常。

2.4 故障分析

保護(hù)測控裝置背板有3個(gè)端子排X1、X2、X3（如圖2），分別對應(yīng)模擬通道電路板（X1電路板）、開入量和電源電路板（X2電路板）、輸出繼電器電路板（X3電路板）。模擬通道主要進(jìn)行取樣和測量；開入量和電源電路板主要是斷路器各種位置及狀態(tài)取樣，及主要提供測控裝置所需各類低壓直流電源；輸出繼電器電路板實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。由于故障現(xiàn)象為斷路器位置不正確，由此可以判斷此故障與X1電路板和X3電路板沒有關(guān)系。著重考慮X2電路板電路（如圖1）。

查看圖紙，X2-1端子對應(yīng)的為斷路器位置，斷路器在合位置，用萬用表直流電壓檔測X2-1端子對公共端子X2-18電壓為直流220 V（正常為220 V），說明斷路器合閘位置開入量正常，因此測控裝置端子板以外電路處理故障不用考慮。

拆下X2電路板，更換備份后顯示正常，監(jiān)控后臺(tái)報(bào)警消失。對拆下X2電路板進(jìn)行分析。X2電路板有18個(gè)端子，我們只研究第1個(gè)斷路器位置開入量（其他端子原理一樣），將其單獨(dú)分離出來，其原理如圖3。

正常情況：當(dāng)高壓斷路器在開路狀態(tài)時(shí)，斷路器輔助開關(guān)DL斷開狀態(tài)（與斷路器同步），從負(fù)極到正極（X2-18端子公共端）沒有形成回路。光電耦合器輸出端c、d相當(dāng)于開關(guān)斷開，對應(yīng)于一次接線圖斷路器斷開位置。

當(dāng)高壓斷路器在閉合位置時(shí)，斷路器輔助開關(guān)DL閉合狀態(tài)（與斷路器同步），DC220 V直接加在X2-1、X2-18端子上，R1、R2分壓作用使得UR2大于發(fā)光二極管導(dǎo)通電壓Uon。

即UR2=×U（U為直流220 V）；UR2≥Uon時(shí)，發(fā)光二極管中有電流流過，使發(fā)光二極管發(fā)光，光電耦合器左邊形成通路。光敏元件受到光照后在三極管基極產(chǎn)生電流，使三極管導(dǎo)通，光耦合器輸出端c、d相當(dāng)于開關(guān)閉合，對應(yīng)一次接線圖斷路器閉合位置。

故障情況下：在斷路器輔助開關(guān)DL閉合狀態(tài)，光電耦合器右側(cè)3、4端沒有導(dǎo)通沒有形成正常運(yùn)行情況下的對應(yīng)關(guān)系。經(jīng)過測量分析，X2-1、X2-18端子間電壓正常，說明測控裝置外部電路正常。那么故障只能在測控裝置內(nèi)部找了。

從最簡單處入手測R1、R2電阻，測得R1=110 V，（R2在網(wǎng)孔中測量不準(zhǔn)確，但和好備件比較是好的）與X2備用電路板R1進(jìn)行比較，故障板電阻R1阻值由100 kΩ增大到了110 kΩ，由公式UR2=×U知R1增大，R2不變，分母增大即UR2減小，當(dāng)UR2

用高精度100 kΩ的5環(huán)電阻更換損壞的電阻R1后，加電試驗(yàn)運(yùn)行正常，至此故障原因找到（電阻阻值變大可能是設(shè)備長期在惡劣高溫環(huán)下運(yùn)行使其損壞，在今后的維護(hù)中對此加以重視、盡量選擇質(zhì)量好、精度高的元件）。

3 結(jié)語

變電站自動(dòng)控制系統(tǒng)饋線保護(hù)測控裝置誤報(bào)警故障，是自動(dòng)化控制過程中比較常見的一類故障。形成的原因比較復(fù)雜，在實(shí)際維護(hù)中維護(hù)人員要具體問題具體分析，不可生搬硬套。以上文章分析只是對特定故障分析、處理的一種思路，使維護(hù)人員在維護(hù)NZB3系列保護(hù)測控裝置時(shí)，能夠?qū)@類故障更準(zhǔn)確、快捷地做出判斷、處理。

參考文獻(xiàn)

[1] NZB3系列保護(hù)測控裝置說明書[Z].