齊麗梅　楊順江

摘 要：該文主要針對(duì)線路——變壓器組供電的大型同步電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中主變兩次誤跳閘事故原因、處理措施及效果等方面進(jìn)行分析，拿出相關(guān)改進(jìn)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(shè)計(jì)、實(shí)施問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：電子式互感器 誤跳閘 反措措施

中圖分類號(hào)：TM772 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（c）-0073-01

邯鋼西區(qū)高爐鼓風(fēng)機(jī)站有三臺(tái)44 MW的電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，因供電電源點(diǎn)距離鼓風(fēng)機(jī)站較遠(yuǎn)，均采用了線路——變壓器組供電，由110 kV輸電線路直接送鼓風(fēng)機(jī)站的三臺(tái)50 MVA降壓變壓器帶電動(dòng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行，線路—變壓器保護(hù)是選用當(dāng)時(shí)技術(shù)雖說(shuō)先進(jìn)，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(hù)裝置，自2007年投運(yùn)以來(lái)，鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)曾發(fā)生保護(hù)誤跳閘事故4次，鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中誤跳閘2次。該文從運(yùn)行中的兩次跳閘事故原因、處理措施及效果等方面進(jìn)行分析。

1 第一次事故跳閘

事故現(xiàn)象：2011年10月23日上午125開(kāi)關(guān)跳閘，經(jīng)檢查，保護(hù)A柜差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，保護(hù)B柜沒(méi)有動(dòng)作。

事故原因分析：設(shè)備廠家到現(xiàn)場(chǎng)調(diào)取裝置內(nèi)錄波，經(jīng)過(guò)分析研究，初步認(rèn)為高壓側(cè)和低壓側(cè)回路和保護(hù)裝置本身沒(méi)有任何問(wèn)題。低壓側(cè)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(hào)，通過(guò)智能單元的硬件積分回路處理后送給保護(hù)，當(dāng)沖降壓變時(shí)可能會(huì)有多次諧波干擾，加上硬件積分回路存在時(shí)滯問(wèn)題，此時(shí)智能單元會(huì)造成采樣點(diǎn)值突然放大（疊加很大的直流分量），從而導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)裝置跳閘。

處理方法：對(duì)現(xiàn)場(chǎng)低壓智能單元采樣回路進(jìn)行反措，主要是去除硬件積分回路，信號(hào)積分通過(guò)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(yàn)方法：由于只更改低壓側(cè)采樣回路，其他跳閘部分未動(dòng)。所以更換裝置后，只需要低壓側(cè)加個(gè)采樣，保護(hù)測(cè)查看采樣精準(zhǔn)度即可。不需要做保護(hù)邏輯。

處理效果：這樣處理后根本問(wèn)題并沒(méi)有解決，以致于運(yùn)行半年后又發(fā)生一起誤跳閘事故。

2 第二次事故跳閘

事故現(xiàn)象：2012年6月25日，邯鋼2號(hào)風(fēng)機(jī)主變跳閘。相關(guān)廠家技術(shù)人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，主變保護(hù)B套跳閘燈亮。后臺(tái)提示B套保護(hù)裝置動(dòng)作。繼續(xù)觀察2號(hào)保護(hù)裝置不停啟動(dòng)，無(wú)法觀察保護(hù)報(bào)文和跳閘情況。重新啟動(dòng)合并器和保護(hù)后，保護(hù)裝置恢復(fù)正常。調(diào)出保護(hù)報(bào)文后發(fā)現(xiàn)，兩套保護(hù)裝置差動(dòng)和后備在相同時(shí)刻都有啟動(dòng)報(bào)文，但是保護(hù)B屏只有跳閘燈亮，沒(méi)有相應(yīng)動(dòng)作報(bào)文和錄波，只有啟動(dòng)報(bào)文。

事故原因分析

（1）主變跳閘應(yīng)該是差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，因?yàn)楹髠浔Ｗo(hù)報(bào)文調(diào)出可以查到故障前的報(bào)文，差動(dòng)保護(hù)報(bào)文只剩下故障后的啟動(dòng)報(bào)文。PST1200變壓器保護(hù)裝置事件報(bào)文錄波只能錄10次動(dòng)作事件，包含啟動(dòng)事件?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備差動(dòng)保護(hù)故障后頻繁啟動(dòng)后，將故障報(bào)文清除，所以無(wú)法調(diào)出動(dòng)作報(bào)文。（2）現(xiàn)場(chǎng)兩套保護(hù)設(shè)備都有啟動(dòng)現(xiàn)象，說(shuō)明一是當(dāng)時(shí)系統(tǒng)可能有擾動(dòng)情況，造成保護(hù)啟動(dòng)。二是從我們的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)分析，采集卡容易受到干擾影響。分析在系統(tǒng)擾動(dòng)時(shí)，干擾信號(hào)影響采集卡工作，錯(cuò)誤數(shù)據(jù)通過(guò)合并器進(jìn)入保護(hù)裝置，造成保護(hù)動(dòng)作。

處理方案

（1）更換新的抗干擾能力強(qiáng)的新采集卡，合并器?，F(xiàn)場(chǎng)的采集單元和合并器設(shè)備都是老的型號(hào)，根據(jù)國(guó)網(wǎng)公司的新要求，都需要用新的裝置。使用新的裝置可以增強(qiáng)抗干擾能力，避免干擾數(shù)據(jù)進(jìn)入系統(tǒng)，這在多個(gè)國(guó)網(wǎng)220KV變電站都有過(guò)實(shí)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(dòng)。（3）完善保護(hù)程序。防止負(fù)載特性的特殊性導(dǎo)致的保護(hù)裝置誤動(dòng)，和現(xiàn)場(chǎng)故障打印波形功能不完善的問(wèn)題。（4）經(jīng)雙方協(xié)商南京新寧光電需按改造方案要求，更換2號(hào)風(fēng)機(jī)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(wèn)題還是沒(méi)有解決。裝置依舊會(huì)有頻繁的誤報(bào)信息出現(xiàn)。

3 最終解決方案

綜上所述，設(shè)備廠家的設(shè)計(jì)和研發(fā)人員三番兩次的改進(jìn)方案均被效果驗(yàn)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(lái)，我們將日常設(shè)備的運(yùn)行特點(diǎn)、累次事故現(xiàn)象和主要設(shè)備參數(shù)等與設(shè)備廠家的設(shè)計(jì)和研發(fā)人員溝通，并對(duì)鼓風(fēng)機(jī)主變多次跳閘記錄進(jìn)行分析后，發(fā)現(xiàn)該主變保護(hù)裝置均為鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)或鼓風(fēng)機(jī)負(fù)荷波動(dòng)較大時(shí)發(fā)生，故障錄波波形顯示有電流畸變過(guò)程，分析現(xiàn)有鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況及該保護(hù)配置情況，變壓器整定參數(shù)合理，造成鼓風(fēng)機(jī)屢次跳閘的因素可能是采集單元、合并單元及裝置內(nèi)部的邏輯判斷等多重因素共同影響而造成的，不能單獨(dú)處理一個(gè)問(wèn)題，針對(duì)此種情況分析，我們與設(shè)備廠家協(xié)商，針對(duì)線變組帶鼓風(fēng)機(jī)這種單一的大負(fù)荷的保護(hù)，不能僅用正?？偨底冸娬咀儔浩鞅Ｗo(hù)裝置的邏輯分析程序，得有一定的針對(duì)性反措措施，提出將整個(gè)保護(hù)系統(tǒng)更換，主要包括保護(hù)電流、電壓采集裝置（采集卡、合并器）、保護(hù)裝置、以及跳閘執(zhí)行裝置（智能組件）等都要進(jìn)行進(jìn)行全套升級(jí)改造，而測(cè)控系統(tǒng)盡量保持原來(lái)的布局，一方面能和現(xiàn)場(chǎng)后臺(tái)保持正常通訊，另一方面節(jié)約成本。

具體的方案和措施為：

（1）將原來(lái)的一組采集卡單通道同時(shí)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(gè)A/D轉(zhuǎn)換器。這樣從最原始的數(shù)據(jù)采集方面提高采樣精度，從硬件配置上增強(qiáng)了采樣單元的抗電磁干擾能力。（2）更新技術(shù)升級(jí)、性能更穩(wěn)定的X7210微機(jī)保護(hù)裝置，并改進(jìn)其邏輯判斷方式和程序，由兩組來(lái)自不同采集單元的保護(hù)電流共同參與邏輯判斷，一組數(shù)據(jù)異常時(shí)僅用作保護(hù)啟動(dòng)，只有兩組采集單元的數(shù)據(jù)都異常時(shí)才允許保護(hù)跳閘出口。這樣可以排除外部干擾或者采集卡本身故障時(shí)的數(shù)據(jù)不一致問(wèn)題，閉鎖該保護(hù)出口，因此不會(huì)誤動(dòng)。（3）在保護(hù)程序上增加了干擾數(shù)據(jù)的處理、濾波及雙A/D數(shù)據(jù)采集的不一致檢驗(yàn)，這樣對(duì)那些變壓器勵(lì)磁涌流、諧波等干擾數(shù)據(jù)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(wěn)定的4U整體智能組件。（5）出口操作箱改為單獨(dú)的裝置，穩(wěn)定性增強(qiáng)，裝置抗干擾性能提高。

改進(jìn)后效果分析：此方案對(duì)光電保護(hù)裝置進(jìn)行升級(jí)改造后，2#鼓風(fēng)機(jī)主變保護(hù)已運(yùn)行1年，1#鼓風(fēng)機(jī)主變保護(hù)運(yùn)行半年期間，在高爐鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，未發(fā)生保護(hù)誤動(dòng)相象，在鼓風(fēng)機(jī)異常波動(dòng)時(shí)，主變保護(hù)未見(jiàn)異常報(bào)警信號(hào)。保護(hù)裝置整體運(yùn)行良好，基本上消除了原有的保護(hù)缺陷，此次改造升級(jí)效果較為理想。

4 結(jié)語(yǔ)

電子式互感器因絕緣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不會(huì)有電磁飽和現(xiàn)象；測(cè)量帶寬和精度高；使用光纖傳輸信號(hào)，二次設(shè)備不會(huì)產(chǎn)生附加誤差，不易受電磁干擾；其輸出可以方便地與計(jì)算機(jī)接口等優(yōu)點(diǎn)，已越來(lái)越多地應(yīng)用在電子變電站、智能電網(wǎng)中。而電子式互感器應(yīng)用于大型電機(jī)的遠(yuǎn)距離線路——變壓器組供電方式中也很合理，不僅是信號(hào)輸出采用比電纜廉價(jià)的光纜降低了綜合成本，節(jié)省了設(shè)備投資，提高了設(shè)備運(yùn)行維護(hù)水平，還有效解決了工程中普通電磁式電流互感器遠(yuǎn)距離傳輸信號(hào)衰減大的難題。在針對(duì)這種大負(fù)荷性質(zhì)、專一供電線變組的設(shè)備運(yùn)行特性采取了科學(xué)合理的反措措施，對(duì)其軟硬件系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，保護(hù)程序完善升級(jí)后，此種應(yīng)用中保護(hù)裝置運(yùn)行更可靠，對(duì)其他類似工程很有借鑒意義。endprint