WMZ—41B型母差保護失靈與回路改造的探討

摘要：介紹了WMZ-41B型母差保護失靈與回路改造的原因及對改造中采用的繼電器性能的試驗，提出了可行性改造方案及今后運行中的注意事項。

關鍵詞：WMZ-41B型母差保護；失靈開入回路；動作功率

中圖分類號：TM773 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2012） 18-0018-01

一、引言

失靈保護是防止因斷路器拒動而擴大事故的一項有效措施，當斷路器拒動時，失靈回路啟動母線保護將該斷路器所在母線上所有斷路器跳開。西寧電網330kV系統出現了一次交流電壓竄入直流系統，WMZ-41B母差失靈開入重動繼電器反復動作，造成母差誤動出口的重大事故。經事故后檢查，發現該型母差保護失靈開入回路存在一定的缺陷，專業人員通過理論分析、繼電器性能試驗，最終提出了可行性改造方案及建議。

二、存在的問題及改造的關鍵

（一）設備改造的必要性

2007年，WMZ-41B母差保護因失靈回路造成了一次誤動。事故后檢查發現該WMZ-41B母差保護裝置，其主機失靈開入啟動元件為繼電器，從機失靈開入啟動元件為相同特性的光隔，失靈重動繼電器的返回時間大于10ms（失靈開入的確認時間為10ms）。因此，在交流電壓作用下，失靈開入重動繼電器反復動作，失靈保護誤動出口。暴露出現運行的WMZ-41B母差保護抗干擾性能不完善，存在如下問題：

1）重動繼電器動作功率較低，僅為0.4W左右，不滿足反措5W的要求，抗干擾性能較差；

2）失靈開入確認延時較短，不能躲過失靈重動繼電器的返回時間，失靈保護抗干擾措施不完善，抗干擾延時未能起到應有的作用，無法躲過短時干擾。

（二）設備改造的關鍵點

針對WMZ-41B保護裝置失靈回路存在的問題，應從以下關鍵點改造：

1）加大失靈開入重動繼電器的動作功率，由目前的0.4W提高到5W，滿足反措規定的失靈開入繼電器動作功率大于5W的要求；

2）將失靈開入確認延時由目前的10 ms延長至30-50 ms，以加強失靈保護的抗干擾能力。

具體改造方法是將原有的失靈開入啟動元件（包含繼電器和光隔）由外加的大功率繼電器代替，并將失靈開入的防抖動時間適當延長。

三、繼電器性能分析

從上述可知改造的關鍵是失靈開入繼電器的功率大小及確認延時是否滿足要求，為保證改造后回路的可靠性，對擬替代原繼電器的兩只大功率繼電器（型號：EDP01-RD1）進行了全面的測試及仿真計算驗證。

整組時間測試數據分析：當失靈出口延時T1整定為10ms時，軟件中包含了10ms的防抖時間；當T1整定為20ms時，防抖時間并不是固有的10ms；當T1整定為短延時（10～20ms）情況下，有防抖時間；當T1整定為長延時（大于30ms）情況下，無防抖時間；當T1整定值大于100ms時，測得的T2值等于T1時間減去出口繼電器動作時間。

（三）內部接線原理

由EDP01-RD1型重動繼電器的原理圖（見圖一）可以看出：

1）該型號繼電器內部回路串有二極管，所以繼電器動作具有方向性，保證了只在正方向下的可靠導通。在加入50Hz交流電壓時，可靠不動作，它對防止交流竄入直流回路后造成繼電器誤動是十分有效的。

2）該繼電器在沒動作狀態下，常閉節點接通R6支路，由于其回路阻值較小，當出現直流接地時可以通過R6電阻構成的回路快速充放電，繼電器對于回路絕緣下降有較好的防誤動功能。

（四）仿真計算驗證

測試后對繼電器進行了仿真計算驗證：當開入回路金屬性接地時，失靈保護的開入繼電器不會誤動；當直流電壓在242V運行時正極絕緣下降至96V即負極對地上升至146V，此時開入回路金屬性接地，失靈保護的開入繼電器處于動作邊界。

（五）測試結論

通過測試、仿真計算驗證、內部原理分析：該EDP01-RD1型重動繼電器的動作功率大于5W，滿足反措規定的失靈開入繼電器動作功率大于5W的要求；具有較好的防止因交流竄入直流回路、回路絕緣下降造成誤動的功能；這種大功率繼電器與光隔或快速中間繼電器相比，能夠滿足回路改造的要求。

四、改造方案

確定了替代原繼電器的大功率繼電器后，對失靈開入回路接線進行了設計：

原WMZ-41B母差保護的失靈啟動是雙接點開入（見圖二），將兩對外部失靈開入接點分別接入其支路的輸入端，并將失靈開入回路串接大功率重動繼電器，然后利用大功率重動繼電器接點啟動裝置內部的失靈開入繼電器，延用原有的邏輯回路實現出口跳閘。（見圖三）

該方案在增加大功率繼電器基礎上，仍利用原有裝置內部的繼電器失靈開入板，裝置內部回路改動較少，原失靈開入板的接入，增加了一個防誤動環節，設備運行更為可靠，但也相應增加了失靈開入繼電器的動作時間，增加了失靈出口拒動的幾率。

五、結束語

裝置改造后，在今后的運行中還應：

1）加強版本升級的管理工作

版本升級要有相關管理部門的正式文件或通知，通知中應詳細說明程序升級的原因和必要性；版本升級應做好實施備案工作，記錄好原有程序與升級后程序的具體區別；為了防止程序升級的隨意性，廠家應對升級后的程序在版本顯示上加以區別。

2）加強版本升級檢測， 完善版本升級的確認

版本升級后的新程序在投入使用前一定要經過相關部門的嚴格測試，特別是對改動的部分要嚴格把關，對測試結果應有專人確認。

[作者簡介]

閆秋善（1968-），男，河南新鄉，工程師，從事電力客戶服務工作。