一起保護裝置開入量板件缺陷的原因分析及處理

龔煉煉

武漢鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 湖北 武漢 430205

1 故障現(xiàn)象簡述

東莞某220kV變電站的1＃、2＃、3＃主變的主1保護均使用某公司生產(chǎn)的SGT756變壓器保護裝置。2017年11月07日，檢修人員發(fā)現(xiàn)2＃主變保護裝置的高壓側(cè)電壓壓板和中壓側(cè)間隙保護壓板、3＃主變保護裝置的中壓側(cè)復(fù)壓過流保護壓板投上后，對應(yīng)開入不變位，更換DI板（板號是SGT756-DI.E-A）后恢復(fù)正常[1]。

2 原因分析

SGT756-DI.E-A模件的開入回路中穩(wěn)壓管、光耦、三極管等器件的特性改變都可能導(dǎo)致動作電壓偏高。針對故障模件中光耦、三極管、穩(wěn)壓管等器件的關(guān)鍵參數(shù)進行測試、分析后，發(fā)現(xiàn)異常回路中的穩(wěn)壓管特性發(fā)生改變，是造成相應(yīng)回路不能正常工作的原因。回路使用的穩(wěn)壓管型號為TC1N4736A。

使用XJ4830半導(dǎo)體管特性圖示儀測試正常回路中的穩(wěn)壓管，其VI曲線如圖1所示。由圖可見，穩(wěn)壓管TC1N4736A電壓達到6.24V時，其漏電流接近0mA。而異常回路的穩(wěn)壓管VI曲線如圖2所示[2]。

圖2 異常穩(wěn)壓管的Vl特性曲線1

圖3 異常穩(wěn)壓管的Vl特性曲線2

正常回路中，穩(wěn)壓管漏電流小，通過R1的電流大部分流向Q1，通過三極管驅(qū)動光耦導(dǎo)通，實現(xiàn)開入量的隔離上送。由圖2可知，異常回路中穩(wěn)壓管在6.24V時，2#變開入5中穩(wěn)壓管漏電流為3mA（開入8為2.93mA），3#變開入7中穩(wěn)壓管漏電流為3.22mA。當(dāng)開入電壓達到開入動作門檻電壓時，由于穩(wěn)壓管漏電流較大，導(dǎo)致三極管基極電流變小，無法驅(qū)動光耦導(dǎo)通，不能觸發(fā)開入翻轉(zhuǎn)。保護裝置廠家在返回的SGT756-DI.E-A模件上，更換了同批次無問題的穩(wěn)壓管。隨后針對模件開展了電磁兼容和環(huán)境測試驗證，測試項目有：介質(zhì)強度試驗、沖擊電壓試驗、電快速瞬變/脈沖群抗擾度試驗、浪涌抗擾度試驗、低溫運行試驗、高溫運行試驗等。試驗過程及試驗后開入回路工作正常。

SGT756裝置使用的SGT756-DI.E-A模件出現(xiàn)的3次開入故障，是由于這3個開入回路中的穩(wěn)壓管異常導(dǎo)致，其余開入回路的穩(wěn)壓管正常。

3 事件可能導(dǎo)致的影響和后果

保護裝置的開入板卡存在缺陷故障，可能導(dǎo)致相應(yīng)的開入量異常，微機保護實際執(zhí)行的程序與整定值存在不一致，比如投入某保護壓板，由于開入板卡的異常導(dǎo)致需要投入的保護實際未投入，這種情況下的保護拒動可能會導(dǎo)致線路出現(xiàn)真實故障的時候，保護無法及時動作，進而出現(xiàn)事故范圍擴大等較嚴(yán)重后果。

該保護廠家是國內(nèi)同類型保護裝置的主要供應(yīng)商之一，設(shè)備產(chǎn)品類別豐富，在分析清楚故障原因為板卡內(nèi)部穩(wěn)壓管器件質(zhì)量不合格的情況下，需要及時對采用同一批次穩(wěn)壓管的相應(yīng)產(chǎn)品進行排查，同時，涉事電廠及時進行保護裝置的排查，確保保護裝置的功能正常[3]。

4 排查方案和建議

為確保保護功能正常投入，避免因裝置開入回路異常造成保護拒動，電網(wǎng)公司開展保護裝置廠家ll0kV及以上電壓等級各類保護功能壓板投入變位情況和開入插件的排查，具體如下：保護裝置廠家ll0kV及以上電壓等級所有采用U平臺的各類保護，包括線路、變壓器、母線、斷路器、高壓電抗器、短引線和T區(qū)保護，詳細型號和涉及的具體工程符合排查程序要求。

4.1 檢查保護功能投入是否正常

依據(jù)保護屏功能壓板投退狀態(tài)，通過保護裝置人機接口界面輸入“監(jiān)視”或“輸入監(jiān)視菜單”，檢查相應(yīng)保護功能的開入狀態(tài)是否與壓板實際狀態(tài)一致（如圖4所示）。

圖4 開入量檢查

防范開入異常導(dǎo)致的運行風(fēng)險，更換存在缺陷的開入插件。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)保護功能開入與硬壓板投退狀態(tài)不一致的，應(yīng)立即評估運行風(fēng)險，采取風(fēng)險控制措施，采用備品備件或經(jīng)廠家整改后的開入插件更換問題插件，并做好更換記錄。

4.2 檢查要求和風(fēng)險控制措施

優(yōu)先檢查500kV系統(tǒng)廠站，以及220kV及以上因保護拒動可能導(dǎo)致系統(tǒng)失穩(wěn)的廠站。220kV及以上系統(tǒng)雙重化配置的保護，嚴(yán)禁保護裝置廠家U系列保護在完成開入回路檢查和整改前單套運行。加強開入插件未經(jīng)整改的U系列保護裝置的巡視或監(jiān)視，及時發(fā)現(xiàn)保護功能退出的問題。各運維單位制定工作計劃，逐步更換問題插件。

5 防范措施

建議監(jiān)控系統(tǒng)在線畫面中增加重要保護信息分圖或保護壓板信息分圖（如主變、母差等保護裝置），以方便運維人員巡查監(jiān)控，一旦出現(xiàn)壓板變位信息，能第一時間發(fā)現(xiàn)問題，如圖5。

圖5 保護信息分圖或保護壓板信息分圖

做好保護裝置的臺賬管理，建立詳細準(zhǔn)確的電子臺賬，便于裝置出現(xiàn)技術(shù)故障時，在分析清楚故障原因后，能夠第一時間精準(zhǔn)地進行共模故障的排查，將缺陷和故障精準(zhǔn)消除，保證電廠和電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

嚴(yán)格要求設(shè)備供應(yīng)商進行產(chǎn)品質(zhì)量把控，建立負面產(chǎn)品清單，保證系統(tǒng)所用的保護裝置的質(zhì)量。

嚴(yán)格落實日常巡檢制度，通過科學(xué)仔細的日常巡檢來發(fā)現(xiàn)缺陷征兆，從而在故障初期發(fā)現(xiàn)并處理。