一次220kV線路保護裝置距離保護誤動作的排查分析與整改

白皓

摘 要：本文介紹了一次由于保護裝置元件損壞且裝置自檢功能不完善而造成的某220kV線路保護距離保護誤動作，詳細說明了發生誤動作后對現場進行的排查及原因分析，并對該裝置后續的整改措施提出了意見和建議。

關鍵詞：線路保護；誤動；排查；整改

0引言

2015年6月15日05時57分內蒙古某220kV線路三跳閉重。該線路配置的長園深瑞繼保自動化有限公司PRS-753A分相電流差動保護裝置距離I段動作，而線路配置的兩套主保護及另一套裝置后備保護均未動作。故障錄波器顯示AC相電流突變。PRS-753A保護測距934.7km，線路全長51.5km，且同一時刻同一變電站的另一條110kV線路發生故障。保護裝置動作特征具有明顯的區外故障誤動特性。而由于該型號保護裝置在各電壓等級線路中廣泛應用，如果隱患不消除，可能帶來極為嚴重的后果。

1現場排查情況及現場分析

跳閘發生后，保護專業人員趕赴現場，對保護裝置動作行為進行分析。經現場檢查發現，該線路兩套保護主保護均未動作，只有PSR-753A裝置后備保護（距離I段）動作，保護動作行為不一致，且故障測距明顯大于線路全長。根據以上疑點立即進行現場核實，并進行了以下檢查工作：

（1）對裝置外觀信號指示燈及報文進行收集，確認其它保護僅有啟動信號，僅PSR-753保護動作。裝置動作報文：

（2）核對該線路PRS-753A分相電流差動保護裝置定值與定值單一致。

（3）檢查二次回路，與圖紙相符，無寄生回路。

（4）對比該線路間隔三套保護裝置及故障錄波器采樣值，確認PRS-753保護裝置采樣正常。

（5）根據故障錄波器波形分析：

故障波形分析圖1-1中：該線路AC相電流發生突變但幅值很小，零序電流3I0突變，電流為相間短路故障特性，但電壓未發生畸變。故障波形分析圖1-2中：故障點距離I段阻抗分析，可以看出故障點在阻抗圓之外，屬于區外故障。

根據以上檢查分析，排除了繼電保護“三誤”可能，可判斷為PRS-753A分相電流差動保護裝置距離I段區外故障誤動。

2保護誤動原因排查

由于現場檢測條件有限，保護專業人員將PRS-753A分相電流差動保護裝置的相關插、動作報告及錄波資料全部收集，會同廠家技術人員對利用專業儀器對相關數據及插件進行了數據解析、板件檢測和金相觀察。

具體情況如下：

（1）經過技術人員查看后備板定值，發現解析后的阻抗定值不正確，進一步檢查后備板RAM數據，發現存在數據異常問題。

（2）為了保證硬件異常時保護功能能夠可靠閉鎖，裝置設有硬件自檢元件，實時檢測保護板的AD采樣回路、基準電壓和保護板24V電源，若發現異常會發出告警報文并退出保護；但目前RAM的自檢不夠全面，部分RAM數據異常時無法檢測。

（3）隨后專業人員又對后備板進行了單板測試功能模塊測試，使用DSP仿真器對后備班的RAM區反復讀寫數據，發現讀寫100次左右后出現一位數據錯誤。而更換RAM芯片后，重新進行DSP仿真，再無錯誤數據出現。

（4）對失效器件進行金相切割檢查，在發達50倍和200倍的金相顯微鏡下觀察。根據解剖得到的影響發現芯片內部有細微的損傷痕跡，如圖2-3所示，PIN腳的附近有一處斑點，呈現有電損傷狀況。

RAM芯片的失效機理：RAM芯片由于過電壓或者靜電放電，對芯片內部產生損傷，出現瞬時性失效。此時如果金相讀寫操作，弱電流訪問晶體管操作或若電流下拉晶體管操作會導致位線放電，導致讀寫數據異常。

3保護誤動原因判定

通過現場檢查結合廠家對故障數據及保護裝置動作行為分析分析，本次PSR-753A距離I段誤動作是由于裝置后備板（CPU2板）RAM出現異常，在區外故障的情況下，保護裝置啟動進入故障處理程序，解析數據出錯保護動作而出口跳閘。

4存在的問題

裝置自檢功能不完善：由于裝置本身自檢功能不完善，未能及時發出告警并閉鎖保護裝置，造成保護區外發生故障時，裝置誤動作跳閘。

5 結語

保護專業人員在對現場保護裝置進行報文檢查、定值單核對、二次回路核對等檢查工作后，更換了該線路PRS-753A分相電流差動保護裝置CPU2板（后備板），隨后該保護裝置投入運行。

對于在本次誤動事件中存在的保護裝置自檢功能不完善的問題，保護廠家對保護裝置自檢功能進行完善，完善了對RAM的自檢邏輯，當RAM出現異常后，能可靠自檢出異常并閉鎖保護。因此，建議配置長園深瑞繼保自動化有限公司PRS-753A（版本V3.01）線路保護裝置的單位，應盡早對該設備進行版本升級，避免類似故障再次發生。

參考文獻：

[1]萬宏程 一次保護邏輯誤動的分析與整改 中國科技縱橫，2015年 第15期.

[2]李福海 保護誤動事例分析及防范 .科技信息 ，2010年 第11