微機(jī)保護(hù)裝置運(yùn)行中“死機(jī)”情況的研究與探討

隨著公司綜合自動(dòng)化的全部實(shí)現(xiàn)。由晶體管型繼電器所構(gòu)成的微機(jī)保護(hù)裝置得到了廣泛的運(yùn)用，然而從近幾年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，晶體管型繼電器容易受到外界磁場干擾而誤動(dòng)作，另外它所用的電子元件較多，其中任何一個(gè)元件特性發(fā)生變化，都可能造成保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)，同時(shí)由于晶體管繼電器的焊接點(diǎn)和插件較多，倘若制造工藝不良，也將造成保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)。本文將從運(yùn)行工作中，曾經(jīng)歷兩例微機(jī)保護(hù)裝置運(yùn)行中“死機(jī)”的案例。設(shè)計(jì)出一款專門監(jiān)控微機(jī)保護(hù)裝置是否工作正常的帶有巡檢功能的微機(jī)保護(hù)裝置，以及采用微機(jī)保護(hù)裝置的交流輸入接線也設(shè)計(jì)為插件形式，便可實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置的“旁路帶”，以此提高微機(jī)保護(hù)裝置在運(yùn)行中的安全性。

2案例一10千伏電容器微機(jī)保護(hù)裝置

2.1 現(xiàn)場設(shè)備布置情況：后臺(tái)監(jiān)控機(jī)在主控室，電容器開關(guān)柜在10千伏高壓箱，微機(jī)保護(hù)裝置按裝在電容器開關(guān)柜上，集合式電容器在室外，為露天式安裝（10千伏高壓開關(guān)與室外電容器、變壓器距離較近）。

2.2經(jīng)過：值班人員在主控室，通過后臺(tái)機(jī)遙調(diào)10千伏電容器合閘送電后，系統(tǒng)無功得到補(bǔ)償，10kV母線電壓明顯提高，但后臺(tái)機(jī)電容器間隔相關(guān)數(shù)據(jù)不刷新，運(yùn)行指示紅燈不亮。箱變內(nèi)10千伏電容器微機(jī)保護(hù)裝置報(bào)“保護(hù)動(dòng)作----零序告警”、“保護(hù)異常”等指示燈亮，操作電容器微機(jī)保護(hù)裝置鍵盤無效，檢查電容器開關(guān)間隔及室外電容器均無異常。

2.3處理情況：斷開10千伏電容器微機(jī)保護(hù)裝置電源模塊開關(guān)，重新送上后，微機(jī)保護(hù)裝置運(yùn)行正常，后臺(tái)機(jī)電容器間隔相關(guān)數(shù)據(jù)刷新，運(yùn)行指示紅燈指示正常。

結(jié)論：10千伏電容器合閘送電瞬間，微機(jī)保護(hù)裝置受到外界電磁場干擾，保護(hù)異常，造成微機(jī)保護(hù)裝置“死機(jī)”（也可能是電網(wǎng)電壓波動(dòng)，間接影響微機(jī)保護(hù)裝置電源回路，造成微機(jī)保護(hù)裝置系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，死機(jī)）。

3.案例二、35千伏線路微機(jī)保護(hù)裝置

經(jīng)過：值班人員在巡視中，發(fā)現(xiàn)35千伏某線路微機(jī)保護(hù)裝置運(yùn)行指示燈不閃爍，操作該微機(jī)保護(hù)裝置鍵盤無效，通過檢查后臺(tái)機(jī)，發(fā)現(xiàn)該線路相關(guān)數(shù)據(jù)不刷新，斷開該微機(jī)保護(hù)裝置電源開關(guān)，重新送上后，微機(jī)保護(hù)裝置運(yùn)行指示燈仍不閃爍相關(guān)數(shù)據(jù)仍不刷新。

處理情況：通過倒旁路操作，將該線路負(fù)荷倒至旁母帶，將該線路開關(guān)及保護(hù)停運(yùn)（就地操作）。

結(jié)論：微機(jī)保護(hù)裝置內(nèi)部故障，造成微機(jī)保護(hù)裝置“死機(jī)”。

4. 微機(jī)保護(hù)裝置“死機(jī)”的危害

通過以上案例，可以說明，微機(jī)型保護(hù)裝置在實(shí)際運(yùn)行中，會(huì)有“死機(jī)”情況的發(fā)生，盡管這種情況發(fā)生的機(jī)率非常小，但其后果是非常嚴(yán)重的。如案例一，微機(jī)保護(hù)裝置死機(jī)，電容器露天式按裝在室外，如有發(fā)生電容器內(nèi)部故障，或陰雨天氣，飛鳥羽毛淋濕，落在電容器三相裸露刀閘處，保護(hù)拒動(dòng)，將造成越級(jí)跳閘，造成整段母線失壓。尤其是案例二的情況，35千伏線路如發(fā)生短路故障，微機(jī)保護(hù)裝置死機(jī)，保護(hù)拒動(dòng)，將造成該線路所連母線電源側(cè)開關(guān)跳閘，擴(kuò)大停電范圍。因?yàn)樵摱?5千伏母線所連線路的另一端就可能就造成全站失壓或重要用戶失電。

因此上，針對微機(jī)保護(hù)裝置運(yùn)行中“死機(jī)”這個(gè)弱點(diǎn)，作為運(yùn)行值班人員來說，通過以下幾個(gè)應(yīng)對措施，能夠在一定程度上避免事故的發(fā)生。

5.應(yīng)采取的措施

5.1在設(shè)備停、送電操作后，檢查過程中，一定要檢查保護(hù)裝置情況，及時(shí)將保護(hù)裝置運(yùn)行菜單恢復(fù)到主菜單界面。

5.2在進(jìn)行巡視工作時(shí)，一定將檢查微機(jī)保護(hù)裝置工作狀態(tài)，作為巡視工作的重要一項(xiàng)，微機(jī)保護(hù)裝置的運(yùn)行情況，檢查方面，還可以通過觀看后臺(tái)監(jiān)控機(jī)相關(guān)間隔設(shè)備數(shù)據(jù)，在一定時(shí)間段內(nèi)（1---5秒內(nèi)）是否正常刷新，如電壓、電流、有功、無功等數(shù)據(jù)一直無刷新不變，就要引起注意。

5.3一旦發(fā)現(xiàn)“死機(jī)”情況發(fā)生，可以將該微機(jī)保護(hù)裝置電源開關(guān)斷開，重新再送上，這時(shí)有兩種情況發(fā)生：A、合上電源開關(guān)后，裝置運(yùn)行正常，后臺(tái)機(jī)相關(guān)數(shù)據(jù)刷新正常;B、合上電源開關(guān)后，微機(jī)保護(hù)裝置仍“死機(jī)”，此時(shí)，有條件話，值班人員應(yīng)積極采取措施，通過倒閘操作，將相關(guān)負(fù)荷倒走，將故障保護(hù)裝置相關(guān)設(shè)備停用，無條件的，與調(diào)度，將相關(guān)設(shè)備停用（在運(yùn)規(guī)中明確規(guī)定，嚴(yán)禁設(shè)備無保護(hù)運(yùn)行）

6探索與研究

在我們實(shí)際工作中，仍存在兩個(gè)問題需要解決：1、僅靠值班人員監(jiān)控，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因?yàn)槲覀儾豢赡茏龅?4時(shí)不間斷監(jiān)控（微機(jī)保護(hù)裝置“死機(jī)”故障后,沒有任何報(bào)警信息）;2、微機(jī)保護(hù)裝置因內(nèi)部原因故障 “死機(jī)”，能在zui短時(shí)間內(nèi)處理，如果用倒旁操作，對留守站來說，不具備條件，如果將設(shè)備停用，將造成對35千伏變電站，或?qū)?5千伏重要用戶供電中斷。為此針對上述問題，提出可行的解決方法

6.1針對案例一出現(xiàn)的問題：如果能利用微機(jī)保護(hù)裝置“死機(jī)”故障后，無法向后臺(tái)監(jiān)控機(jī)實(shí)時(shí)傳送數(shù)據(jù)，后臺(tái)機(jī)相關(guān)設(shè)備數(shù)據(jù)不刷新這個(gè)特點(diǎn)（如圖1）

如圖1，來自TA（電流互感器）、TV（電壓互感器）的模擬量（電流、電壓），通過微機(jī)保護(hù)裝置內(nèi)部變換器、A/D 轉(zhuǎn)換芯片等，將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，也就是微機(jī)保護(hù)裝置所能處理的數(shù)字信號(hào)，經(jīng)總線與后臺(tái)機(jī)之間的，我們可以在后臺(tái)機(jī)，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)監(jiān)控界面上，直接監(jiān)測到來自TA所通過的電流和TV所監(jiān)測到的電壓，而TA、TV模擬量是隨著時(shí)間而不斷變化的。我們在上面已經(jīng)提到過，在微機(jī)保護(hù)裝置“死機(jī)”后，不能再向后臺(tái)機(jī)傳送數(shù)字信號(hào)，也就是我們所說的相關(guān)設(shè)備數(shù)據(jù)不刷新。如果設(shè)計(jì)出一款專門監(jiān)控微機(jī)保護(hù)裝置是否工作正常的帶有巡檢功能的微機(jī)保護(hù)裝置，則能大大減少運(yùn)行人員工作量，提高微機(jī)保護(hù)裝置在運(yùn)行中的安全系數(shù)。

我們對微機(jī)保護(hù)裝置命名為“微機(jī)保護(hù)裝置巡檢機(jī)”，如圖2：

通過總線將微機(jī)保護(hù)裝置上的通訊端子，與保護(hù)裝置巡檢機(jī)實(shí)現(xiàn)聯(lián)接，工作原理是這樣的：巡檢機(jī)工作開始，將從01#微機(jī)保護(hù)裝置從X時(shí)X分01、X時(shí)X分10秒、X時(shí)X分30秒傳來的電流數(shù)字信號(hào)分別儲(chǔ)存，比較回路將三次數(shù)字信號(hào)對比，如果數(shù)字不相等，說明微機(jī)保護(hù)裝置運(yùn)行正常。為將準(zhǔn)確率提高，在進(jìn)行三次儲(chǔ)存電流數(shù)字的同時(shí)，在三個(gè)時(shí)間點(diǎn)，同時(shí)儲(chǔ)存從01#微機(jī)保護(hù)裝置傳來的電壓數(shù)字信號(hào)，如果數(shù)字不相等，也說明微機(jī)保護(hù)裝置運(yùn)行正常。從兩方面確定01#微機(jī)保護(hù)裝置運(yùn)行正常后，巡檢機(jī)自動(dòng)清除所儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，進(jìn)行02#、3#……巡檢，一旦出現(xiàn)電流、電壓數(shù)據(jù)信號(hào)相同，巡檢機(jī)將發(fā)出X #微機(jī)保護(hù)裝置故障預(yù)告信號(hào)，提醒值班人員采取措施（工作流程如圖3），保護(hù)裝置巡檢機(jī)可在程序上設(shè)定為20分種巡檢一次。

6.2針對案例二：微機(jī)保護(hù)裝置因內(nèi)部原因故障 “死機(jī)”，如何實(shí)現(xiàn)在不停電的情況，實(shí)現(xiàn)在zui短時(shí)間內(nèi)處理好設(shè)備保護(hù)問題，可借鑒倒閘操作中的“旁路帶”。如圖4：

圖4微機(jī)保護(hù)裝置背部插件圖片

如圖4所示，微機(jī)保護(hù)裝置背部出口接點(diǎn)、電源回路、操作回路、開關(guān)量輸入、交流輸入都是插件，如將交流輸入接線也設(shè)計(jì)為插件形式，便可實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置的“旁路帶”如圖5

這種處理方法，需要一個(gè)備用微機(jī)保護(hù)裝置，并將該裝置的定值區(qū)1、2、3……依次輸入對應(yīng)線路的保護(hù)定值。

在確定某條線路微機(jī)保護(hù)裝置因內(nèi)部原因故障 “死機(jī)”，只需要將故障微機(jī)保護(hù)裝置插件分別拔出，將插件插入連接用連線的插槽，再將連接用連線插件分別插入備用微機(jī)保護(hù)裝置插槽，啟動(dòng)備用微機(jī)保護(hù)裝置，將定值切換為所對應(yīng)的定值區(qū)即可。

7結(jié)束語

變電站向無人值班模式發(fā)展，是必然發(fā)展方向。以上提出的解決方法，能夠?yàn)樽冸娬疚C(jī)保護(hù)裝置安全性做出微薄之力，并且在實(shí)踐中正確可靠地處理微機(jī)保護(hù)裝置“死機(jī)”問題，保證設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]GB14285-93《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》

[2]《變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)》中國電力出版社