淺談數(shù)字式保護(hù)測控裝置現(xiàn)場調(diào)試及故障處理方法

井澤清

甘肅廠壩有色金屬有限責(zé)任公司廠壩鉛鋅礦裝備工程部 ?甘肅 隴南742504

摘要：本文總結(jié)電氣設(shè)備安裝投運前和定期預(yù)防性試驗時數(shù)字式保護(hù)測控裝置現(xiàn)場調(diào)試的一些方法經(jīng)驗，提出現(xiàn)場調(diào)試步驟、注意事項以及常見問題和解決辦法。

關(guān)鍵詞：微機(jī)型繼電保護(hù)裝置;現(xiàn)場調(diào)試;故障處理

前言

隨著白銀有色集團(tuán)股份有限公司變、配電系統(tǒng)電網(wǎng)智能化的一步步深入，變電站綜合自動化技術(shù)的運用，數(shù)字式微機(jī)測控保護(hù)裝置逐漸取代了傳統(tǒng)繼電器，同時由傳統(tǒng)的保護(hù)、測控單一型轉(zhuǎn)化為在同一平臺上實現(xiàn)微機(jī)保護(hù)、測量、監(jiān)控及設(shè)備的管理和傳送。公司諸多廠礦變電所已經(jīng)更換了數(shù)字式微機(jī)保護(hù)裝置，由于繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，其性能是否發(fā)揮正常將對電力系統(tǒng)的安全運行造成重大影響，因此，如何掌控現(xiàn)場調(diào)試質(zhì)量以及如何通過校驗提高微機(jī)保護(hù)裝置的安全性、可靠性顯得尤為重要，企業(yè)面臨著此類系統(tǒng)裝置的調(diào)試問題。

1、微機(jī)型繼電保護(hù)裝置回路調(diào)試

1.1 一次、二次系統(tǒng)的接線檢查

通電前檢查。通電前首先檢查裝置的外觀是否完好、端子、鍵盤、LCD顯示器是否完好，元器件是否松動、脫落，有無機(jī)械損傷，接線是否牢靠。檢查各插件是否插入到位。人機(jī)接口和面板連接是否可靠 。

絕緣電阻測量。絕緣檢查前，需要確保裝置端子與現(xiàn)場二次回路無任何電氣連接。分別短接交流電壓回路、交流電流回路、直流電源回路、開關(guān)/信號輸入回路、開關(guān)/信號輸出回路，用500V搖表分別測量各組回路對地及相互間的絕緣電阻，要求不小于100兆。

開關(guān)控制回路的調(diào)試。送出直流屏控制電源、合閘電源，檢查一次開關(guān)側(cè)儲能電源或合閘電源保險是否合上，手動逐一合上裝置電源開關(guān)和控制回路開關(guān)，檢查控制回路、斷路器位置指示燈是否對應(yīng)，應(yīng)帶斷路器操作一次合閘傳動和一次跳閘傳動試驗，并確認(rèn)斷路器正確動作。觀察信號燈及液晶顯示，分合閘是否正常;如不正常要立即關(guān)閉控制電源，查找原因。若裝置告警信號提示控制回路斷線應(yīng)檢查控制回路接線。

開關(guān)狀態(tài)在后臺機(jī)上的反應(yīng)。手動逐一分合一次側(cè)斷路器、隔離開關(guān)、接地刀等，查看后臺機(jī)上的顯示名稱、時間是否正確對應(yīng)，斷路器、隔離開關(guān)、接地刀狀態(tài)顯示是否正確。若與實際相反，檢查斷路器、隔離開關(guān)、接地刀輔助觸電常開常閉點是否接反，或檢查后臺機(jī)遙信量組態(tài)改正。

變壓器等信號的檢查。變壓器本體瓦斯、溫度、壓力等信號的后臺機(jī)上的顯示名稱、時間是否正確;重瓦斯、壓力信號應(yīng)跳主變各側(cè)斷路器，輕瓦斯、溫度高信號應(yīng)報警。變壓器測溫電阻有3根出線，一根接測溫電阻一端，另兩根共同接測溫電阻另一端，用以補(bǔ)償從主變到主控室電纜本身的電阻，提高測溫的精度。

二次交流部分的檢查。用升流器在一次側(cè)分別對A、B、C三相加單相電流，對二次電流回路進(jìn)行完整性檢查，不應(yīng)出現(xiàn)開路或者分流的現(xiàn)象，在保護(hù)裝置面板查看保護(hù)和測量回路電流的數(shù)值、相別，用標(biāo)準(zhǔn)0.2級電流表串接在電流回路中，對比標(biāo)準(zhǔn)表和裝置顯示的電流是否一致。最后在后臺查看電流顯示是否正確。用升壓器或微機(jī)保護(hù)測試儀在TV二次側(cè)對分別對A、B、C三相加100V電壓，檢查對應(yīng)母線上所有保護(hù)、測量、計量電壓回路應(yīng)有電壓，其他母線上應(yīng)無電壓，保護(hù)裝置面板、后臺機(jī)電壓顯示值對應(yīng)正確和0.2級標(biāo)準(zhǔn)電壓表測量值應(yīng)相對應(yīng)。加三相電壓，用相序表測量保護(hù)、測量、計量電壓相序與所加電壓相序?qū)?yīng)。

1.2裝置保護(hù)功能的調(diào)試

裝置保護(hù)功能的調(diào)試一般根據(jù)線路、變壓器、電動機(jī)、電容器等繼電保護(hù)裝置類型，依據(jù)設(shè)計定值，用專用繼電保護(hù)測試儀在保護(hù)裝置上加電流或者電壓，檢查裝置動作精度并傳動斷路器，模擬一次故障使保護(hù)動作并跳閘，確認(rèn)跳合閘電流保持狀態(tài)的完好。在后臺機(jī)上就正確顯示保護(hù)動作信息，開關(guān)變位信息和動作時間數(shù)據(jù)。

1.2.1過流Ⅰ段、過流Ⅱ段的調(diào)試

變電所中變壓器、電動機(jī)、線路等設(shè)備大都采用二段式過流保護(hù)（過流Ⅰ段、過流Ⅱ段），過流Ⅰ段保護(hù)按躲過啟動電流整定，時限可整定為速斷或帶極短的時限，該保護(hù)主要對變壓器、電動機(jī)等設(shè)備短路提供保護(hù)。當(dāng)任一相達(dá)到整定值，且過流Ⅰ段保護(hù)在投入狀態(tài)，則定時器啟動，若持續(xù)到整定時限，則立即跳閘。過流Ⅱ段保護(hù)，又稱堵轉(zhuǎn)保護(hù)，它是在電動機(jī)啟動完畢后自動投入，該保護(hù)可根據(jù)啟動電流或堵轉(zhuǎn)電流整定，主要對電動機(jī)啟動時間過長和運行中堵轉(zhuǎn)提供保護(hù)。在超過電動機(jī)啟動時間后，當(dāng)任一相達(dá)到整定值，且過流Ⅱ段保護(hù)在投入狀態(tài)，則定時器啟動，若持續(xù)到整定時限，則立即跳閘。過流Ⅱ段還可以通過控制字選擇該段采用定時限還是反時限特性。而有些微機(jī)保護(hù)裝置要想實現(xiàn)反時限功能必須選擇過流Ⅱ段和Ⅱ段反時限同時投入，反時限才起作用。

1.2.2過電壓和低電壓試驗。

過電壓試驗：三個相間電壓中任一相大于過電壓保護(hù)整定值，時間超過整定時間過電壓保護(hù)動作。低電壓試驗：三個相間電壓均小于低電壓保護(hù)整定值，時間超過整定時間低電壓保護(hù)動作。所以必須用三相調(diào)壓器試驗，若最大相間電壓小于30V，且任一一相電流大于0.3A或負(fù)序電壓大于8V，低電壓拒動。這就是所謂的PT斷線10秒后報警，PT斷線期間自動退出低電壓保護(hù)，所以低電壓保護(hù)和PT斷線閉鎖均應(yīng)投入，方可實現(xiàn)低電壓保護(hù)。試驗接線原理圖見下圖所示：

例如銅業(yè)公司2#變電所低電壓保護(hù)一組試驗數(shù)據(jù)如下（低電壓整定值為70V，9S）：

如上表所示，調(diào)節(jié)三相調(diào)壓器使微機(jī)保護(hù)裝置電壓回路電壓從100V降至表中數(shù)據(jù)，裝置無跳閘信號，后來檢查三相調(diào)壓器不同期造成負(fù)序電壓大于9V，雖然所加電壓低于70V達(dá)到9s后，開關(guān)無跳閘。造成三相試驗電源不平衡的原因一是輸入電壓本身不平衡，二是接零不可靠。

1.3 裝置監(jiān)控功能的調(diào)試

裝置遙控功能的檢查：后臺應(yīng)能可靠準(zhǔn)確地遙控斷路分合閘。如遙控失敗，查找原因。測控裝置或控制回路是否上電;直流屏合閘電源或者一次開關(guān)處保險是否投入;測控裝置通訊是否已通;裝置遠(yuǎn)方、就地切換開關(guān)是否切到遠(yuǎn)方位置;控制回路接線是否正確。

1.4 裝置打印、聲音報警功能的調(diào)試

要求打印機(jī)設(shè)置正確，打印圖形、報表美觀，大小合適。能夠?qū)崿F(xiàn)自動打印和手動打印。對斷路器、隔離開關(guān)等開關(guān)量加聲響報警功能，對保護(hù)動作信息加聲響報警功能。與智能直流屏、智能電度表、五防等裝置的通訊應(yīng)正確。在最后階段應(yīng)對整個綜自系統(tǒng)完善，確保綜自系統(tǒng)防雷抗干擾，檢查各屏上標(biāo)簽框上應(yīng)做好正確標(biāo)識。

1.5 差動保護(hù)極性校驗。

主變壓器帶上一定的負(fù)荷后，才能判斷出變壓器差動極性。在監(jiān)控后臺機(jī)上查看某一時刻主變電流采樣數(shù)據(jù)，根據(jù)差流相數(shù)據(jù)的大小判斷差動極性，也可通過對各相電流的波形分析差動極性。正常狀態(tài)下，對于兩圈變壓器在同一時刻，主變壓器高低壓側(cè)A-a，B-b，C-c相電流波形應(yīng)正好相反，即高壓側(cè)為正半波數(shù)據(jù)，低壓側(cè)為負(fù)半波數(shù)據(jù)，且最大值相加應(yīng)為0。若設(shè)備投用時差動保護(hù)動作跳閘，應(yīng)檢查一二次回路相序是否一致。電流互感器二次極性接線是否正確。

1.6 帶方向保護(hù)的方向校驗。

線路帶上一定的負(fù)荷后，在監(jiān)控后臺機(jī)上看某一時刻同電流電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

例如：線路輸送功率為從變電站向線路送電，則A相電壓正半波最大值應(yīng)超前A相電流正半波最大值一定角度（最大不超過180度），即同半波數(shù)據(jù)內(nèi)電流最大值落后電壓最大值幾個采樣點;否則，線路保護(hù)方向錯誤。根據(jù)裝置采樣頻率可以算出兩點之間的角度，如12點采樣，則兩點之間為360度/12=30度。同理，可校驗B、C兩項。

2、運行及維護(hù)

2.1 裝置投用前應(yīng)仔細(xì)核對。裝置應(yīng)無任何告警呼喚異常現(xiàn)象;裝置各組定值應(yīng)與定值清單相符;裝置運行定值區(qū)和保護(hù)投退壓板應(yīng)符合設(shè)備的運行要求;裝置反映的斷路器位置及其他輔助開關(guān)位置應(yīng)與實際情況一致。

2.2裝置運行。正常運行時，結(jié)合LED指示燈和LCD顯示屏，裝置可全面反映自身的工作狀況和設(shè)備的實時運行數(shù)據(jù)，不需要人工干預(yù)。如果出現(xiàn)保護(hù)動作情況，應(yīng)及時調(diào)出保存相應(yīng)的故障記錄和錄波數(shù)據(jù)，以供事故分析。事故處理結(jié)束后，應(yīng)復(fù)歸裝置的動作信號接點和相關(guān)LED指示燈。如果出現(xiàn)告警呼喚等異常情況，需要給予足夠的重視，應(yīng)詳細(xì)記錄當(dāng)時所觀察到的現(xiàn)象。如屬于設(shè)備運行工況異常（如過負(fù)荷、零流告警等），按相應(yīng)運行規(guī)程處理解決。如屬于裝置關(guān)鍵部件異常，應(yīng)立即停機(jī)檢修。告警原因排除后，應(yīng)復(fù)歸裝置的告警信號接點和相關(guān)LED指示燈。

2.3運行注意事項。運行中不允許隨意拆裝裝置;運行中不可以隨意操作面板;運行中不可以隨意進(jìn)行硬件測試、定值整定等對裝置重要運行參數(shù)的修改操作，以免造成裝置的不正確動作或影響其整體性能。

3、常見問題及解決方法

3.1 電源問題。比如電源輸出功率的不足會造成輸出電壓的下降，若電壓下降過大，會導(dǎo)致比較電路基準(zhǔn)值的變化，充電電路時間變短等一系列問題，從而影響到微機(jī)保護(hù)的邏輯配合，甚至邏輯功能判斷失誤。尤其是在事故發(fā)生時有出口繼電器、信號繼電器、重合閘繼電器相繼動作，要求電源輸出有足夠的功率。如果現(xiàn)場發(fā)生事故時，微機(jī)保護(hù)出現(xiàn)無法給出后臺信號或是重合閘無法實現(xiàn)等現(xiàn)象，應(yīng)考慮電源的輸出功率是否因原件老化而下降。

3.2裝置在運行中定時自檢，包括定值區(qū)、開出回路、采樣通道等部分，發(fā)現(xiàn)異常時主動上送告警報告，點亮告警指示燈。后臺機(jī)顯示電流、電壓不準(zhǔn)確。應(yīng)查看后臺機(jī)PT、CT變比設(shè)置是否正確，再查看二次接線是否有誤，CT二次側(cè)是否被短接。CT、PT回路有無斷線。

3.3硬件故障主要有：按鍵失靈、顯示屏顯示不正常、插件損壞等?？赡艿脑蛴羞\行時間太久使得按鍵機(jī)械部分接觸不良導(dǎo)致失靈，或者是設(shè)備內(nèi)部連接線損壞導(dǎo)致按鍵盤失靈;顯示屏液晶面板受潮或受到損壞，顯示芯片損壞;插件問題可能是插件電路電容長時間運行損壞，電源芯片損壞等原因造成。微機(jī)保護(hù)裝置集成度高，布線緊密。長期運行后，由于靜電作用使插件的接線焊點周圍聚集大量靜電塵埃，可使兩焊點之間形成了導(dǎo)電通道，從而引起繼電保護(hù)故障發(fā)生。

3.4 軟件故障主要有軟件設(shè)計有缺陷，特別是不易實現(xiàn)反時限過流或試驗結(jié)果和整定值相差甚遠(yuǎn)，此問題在兩家變電所調(diào)試時均發(fā)現(xiàn)，最后要求廠家重新設(shè)計開發(fā)軟件，此問題得以解決。建議安裝、國內(nèi)知名廠家微機(jī)型繼電保護(hù)裝置可靠性強(qiáng)。

4、結(jié)語

數(shù)字式保護(hù)測控裝置是一種新型的產(chǎn)品，在公司各廠礦變電所剛推廣運行，所以對運行調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題及時總結(jié)是非常必要的，這對設(shè)備安全、平穩(wěn)運行非常重要。

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