淺談數字式保護測控裝置現場調試及故障處理方法

井澤清

甘肅廠壩有色金屬有限責任公司廠壩鉛鋅礦裝備工程部 ?甘肅 隴南742504

摘要：本文總結電氣設備安裝投運前和定期預防性試驗時數字式保護測控裝置現場調試的一些方法經驗，提出現場調試步驟、注意事項以及常見問題和解決辦法。

關鍵詞：微機型繼電保護裝置;現場調試;故障處理

前言

隨著白銀有色集團股份有限公司變、配電系統電網智能化的一步步深入，變電站綜合自動化技術的運用，數字式微機測控保護裝置逐漸取代了傳統繼電器，同時由傳統的保護、測控單一型轉化為在同一平臺上實現微機保護、測量、監控及設備的管理和傳送。公司諸多廠礦變電所已經更換了數字式微機保護裝置，由于繼電保護裝置在電力系統中發揮著重要作用，其性能是否發揮正常將對電力系統的安全運行造成重大影響，因此，如何掌控現場調試質量以及如何通過校驗提高微機保護裝置的安全性、可靠性顯得尤為重要，企業面臨著此類系統裝置的調試問題。

1、微機型繼電保護裝置回路調試

1.1 一次、二次系統的接線檢查

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，有無機械損傷，接線是否牢靠。檢查各插件是否插入到位。人機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/信號輸入回路、開關/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。

開關控制回路的調試。送出直流屏控制電源、合閘電源，檢查一次開關側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和控制回路開關，檢查控制回路、斷路器位置指示燈是否對應，應帶斷路器操作一次合閘傳動和一次跳閘傳動試驗，并確認斷路器正確動作。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檢查控制回路接線。

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

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上的顯示名稱、時間是否正確;重瓦斯、壓力信號應跳主變各側斷路器，輕瓦斯、溫度高信號應報警。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。用升流器在一次側分別對A、B、C三相加單相電流，對二次電流回路進行完整性檢查，不應出現開路或者分流的現象，在保護裝置面板查看保護和測量回路電流的數值、相別，用標準0.2級電流表串接在電流回路中，對比標準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。用升壓器或微機保護測試儀在TV二次側對分別對A、B、C三相加100V電壓，檢查對應母線上所有保護、測量、計量電壓回路應有電壓，其他母線上應無電壓，保護裝置面板、后臺機電壓顯示值對應正確和0.2級標準電壓表測量值應相對應。加三相電壓，用相序表測量保護、測量、計量電壓相序與所加電壓相序對應。

1.2裝置保護功能的調試

裝置保護功能的調試一般根據線路、變壓器、電動機、電容器等繼電保護裝置類型，依據設計定值，用專用繼電保護測試儀在保護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動作并跳閘，確認跳合閘電流保持狀態的完好。在后臺機上就正確顯示保護動作信息，開關變位信息和動作時間數據。

1.2.1過流Ⅰ段、過流Ⅱ段的調試

變電所中變壓器、電動機、線路等設備大都采用二段式過流保護（過流Ⅰ段、過流Ⅱ段），過流Ⅰ段保護按躲過啟動電流整定，時限可整定為速斷或帶極短的時限，該保護主要對變壓器、電動機等設備短路提供保護。當任一相達到整定值，且過流Ⅰ段保護在投入狀態，則定時器啟動，若持續到整定時限，則立即跳閘。過流Ⅱ段保護，又稱堵轉保護，它是在電動機啟動完畢后自動投入，該保護可根據啟動電流或堵轉電流整定，主要對電動機啟動時間過長和運行中堵轉提供保護。在超過電動機啟動時間后，當任一相達到整定值，且過流Ⅱ段保護在投入狀態，則定時器啟動，若持續到整定時限，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。而有些微機保護裝置要想實現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整定值，時間超過整定時間過電壓保護動作。低電壓試驗：三個相間電壓均小于低電壓保護整定值，時間超過整定時間低電壓保護動作。所以必須用三相調壓器試驗，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，所以低電壓保護和PT斷線閉鎖均應投入，方可實現低電壓保護。試驗接線原理圖見下圖所示：

例如銅業公司2#變電所低電壓保護一組試驗數據如下（低電壓整定值為70V，9S）：

如上表所示，調節三相調壓器使微機保護裝置電壓回路電壓從100V降至表中數據，裝置無跳閘信號，后來檢查三相調壓器不同期造成負序電壓大于9V，雖然所加電壓低于70V達到9s后，開關無跳閘。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 裝置監控功能的調試

裝置遙控功能的檢查：后臺應能可靠準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處保險是否投入;測控裝置通訊是否已通;裝置遠方、就地切換開關是否切到遠方位置;控制回路接線是否正確。

1.4 裝置打印、聲音報警功能的調試

要求打印機設置正確，打印圖形、報表美觀，大小合適。能夠實現自動打印和手動打印。對斷路器、隔離開關等開關量加聲響報警功能，對保護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正確。在最后階段應對整個綜自系統完善，確保綜自系統防雷抗干擾，檢查各屏上標簽框上應做好正確標識。

1.5 差動保護極性校驗。

主變壓器帶上一定的負荷后，才能判斷出變壓器差動極性。在監控后臺機上查看某一時刻主變電流采樣數據，根據差流相數據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。正常狀態下，對于兩圈變壓器在同一時刻，主變壓器高低壓側A-a，B-b，C-c相電流波形應正好相反，即高壓側為正半波數據，低壓側為負半波數據，且最大值相加應為0。若設備投用時差動保護動作跳閘，應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 帶方向保護的方向校驗。

線路帶上一定的負荷后，在監控后臺機上看某一時刻同電流電壓數據進行分析。

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），即同半波數據內電流最大值落后電壓最大值幾個采樣點;否則，線路保護方向錯誤。根據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

2.1 裝置投用前應仔細核對。裝置應無任何告警呼喚異常現象;裝置各組定值應與定值清單相符;裝置運行定值區和保護投退壓板應符合設備的運行要求;裝置反映的斷路器位置及其他輔助開關位置應與實際情況一致。

2.2裝置運行。正常運行時，結合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備的實時運行數據，不需要人工干預。如果出現保護動作情況，應及時調出保存相應的故障記錄和錄波數據，以供事故分析。事故處理結束后，應復歸裝置的動作信號接點和相關LED指示燈。如果出現告警呼喚等異常情況，需要給予足夠的重視，應詳細記錄當時所觀察到的現象。如屬于設備運行工況異常（如過負荷、零流告警等），按相應運行規程處理解決。如屬于裝置關鍵部件異常，應立即停機檢修。告警原因排除后，應復歸裝置的告警信號接點和相關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行硬件測試、定值整定等對裝置重要運行參數的修改操作，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，會導致比較電路基準值的變化，充電電路時間變短等一系列問題，從而影響到微機保護的邏輯配合，甚至邏輯功能判斷失誤。尤其是在事故發生時有出口繼電器、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。如果現場發生事故時，微機保護出現無法給出后臺信號或是重合閘無法實現等現象，應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、開出回路、采樣通道等部分，發現異常時主動上送告警報告，點亮告警指示燈。后臺機顯示電流、電壓不準確。應查看后臺機PT、CT變比設置是否正確，再查看二次接線是否有誤，CT二次側是否被短接。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。可能的原因有運行時間太久使得按鍵機械部分接觸不良導致失靈，或者是設備內部連接線損壞導致按鍵盤失靈;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。微機保護裝置集成度高，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電通道，從而引起繼電保護故障發生。

3.4 軟件故障主要有軟件設計有缺陷，特別是不易實現反時限過流或試驗結果和整定值相差甚遠，此問題在兩家變電所調試時均發現，最后要求廠家重新設計開發軟件，此問題得以解決。建議安裝、國內知名廠家微機型繼電保護裝置可靠性強。

4、結語

數字式保護測控裝置是一種新型的產品，在公司各廠礦變電所剛推廣運行，所以對運行調試中發現的問題及時總結是非常必要的，這對設備安全、平穩運行非常重要。

參考文獻

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[2].陳樹德主編.計算機繼電保護原理與技術. 北京：中國電力出版社.2000

[3].國電南京自動化股份有限公司.WMZ—41微機母線保護裝置.2000

[4].北京四方繼電保護自動化股份有限公司CSC-200數字式保護測控裝置。2009