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一起电气综保设置故障及其改进方案

发布时间：2011/1/15 阅读次数：2114 字体大小: 【小】【中】【大】

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摘要通过对一起电气开关跳停故障原因的分析与判断，寻找出了直流控制电源与综保逻辑信号之间的变化关系，认为要提高电气综保系统的安全可靠性，应从逻辑与电源两个方面进行改进。

关键词开关跳停；综保；逻辑；直流控制电源

通过综合保护改造实现电气信息化管理, 满足“遥信、遥控、遥测、遥调”的要求，可以加强电力系统运行的稳定性，提高工作效率，减少安全漏洞，并为决策部门提供及时全面而可靠的信息。但在综保的设置与运行中，会有一些潜在的隐患或漏洞，需要结合现场实际不断地给予纠正和优化。下面的这起开关跳闸故障就反映了这一点。

1 故障经过

由于生产需要，某电厂配电室正在进行电气综保改造，涉及6KV高压工作母线3段，另有备用母线1段。按照改造方案，馈出回路采用美国SEL公司原装综合保护装置；监控信息由通讯光缆与通讯层SEL-2030连接，通过数据处理后直接上以太网和后台通讯；两台SCDADE服务器完成所有数据的采集与保存；应用软件采用OASyS开放系统，完成整个电力系统的监控。

在晚8：01分左右，I段进线（ 2214DL）开关突然跳闸，由于该配备用段进线047有工作，I段备自投开关未投，结果在I段进线（2214DL）开关跳闸后I段备用联络（2215）开关未能自动投入，随后I段母线失压直接造成所带转机跳停。电气运行人员随后迅速手动合上2214DL开关，恢复了供电。

2 原因分析

厂用I、II段一次接线图如右图所示。

查看8：01分跳闸时综保后台的报警记录，同时报上来2214开关变位、2215开关变位以及2229开关变位等信息。调阅综保内事件记录信息见下表(以具有代表性的回路如I段进线，II段联络，46＃变为例)：

表1 厂用I段进线2214记录

0351A00324565XX Date: 07/13/05 Time: 08:13:05.768

2214-I-JINXIAN

# Date Time Element State

30 07/12/05 20:01:13.472 IN101 Deasserted（2DL断路器位置）

29 07/12/05 20:01:13.472 IN102 Deasserted（工作位置）

28 07/12/05 20:01:13.472 IN104 Deasserted（1DL高压侧断路器位置）

27 07/12/05 20:01:13.472 IN105 Deasserted（弹簧储能）

26 07/12/05 20:01:13.477 SV8T Asserted（1DL断路器下降沿，保持1S）

25 07/12/05 20:01:13.477 SV8 Asserted（1DL断路器下降沿＝\ IN104）

24 07/12/05 20:01:13.482 SV8 Deasserted

23 07/12/05 20:01:13.492 IN101 Asserted

22 07/12/05 20:01:13.492 IN102 Asserted

21 07/12/05 20:01:13.492 IN104 Asserted

20 07/12/05 20:01:13.492 IN105 Asserted

19 07/12/05 20:01:13.492 OUT104 Asserted（1DL连跳2DL）

OUT104=SV8T * IN101

表2 厂用II段联络2230记录

0351A00324565XX Date: 07/13/05 Time: 08:46:40.883

2230-II-ML

# Date Time Element State

4 07/12/05 20:01:43.777 IN101 Deasserted

3 07/12/05 20:01:43.777 IN102 Deasserted

2 07/12/05 20:01:43.797 IN101 Asserted

1 07/12/05 20:01:43.797 IN102 Asserted

表3 46＃变记录

035161345052XX Date: 07/13/05 Time: 14:13:54.171

2236-46#B

# Date Time Element State

6 07/12/05 19:58:59.469 IN101 Deasserted

5 07/12/05 19:58:59.469 IN102 Deasserted

4 07/12/05 19:58:59.469 IN201 Deasserted

3 07/12/05 19:58:59.489 IN101 Asserted

2 07/12/05 19:58:59.489 IN102 Asserted

1 07/12/05 19:58:59.489 IN201 Asserted

从上述I段进线（2214DL）跳闸事件记录中可以看出，导致进线开关跳闸是由于OUT104出口动作所致。弄清什么原因造成了OUT104出口动作，是分析此次厂用22PD I段进线开关跳闸的关键。

先从OUT104的逻辑分析，OUT104=SV8T * IN101，SV8T＝\IN104（高压侧断路器1DL开关的下降沿，接点引用常开点），IN101为低压侧断路器2DL开关位置（常开点）。若要使OUT104出口置位，必须满足SV8T和IN101同时置位，而当时高压侧断路器1DL并未跳开，所以SV8T条件无法满足，但事件记录中为何有SV8T及OUT104的记录？这是要解开的第一个谜点。

结合同一时刻其它综保装置中的事件记录，可以看出凡改造完的回路，综保里均记载有断路器等一些状态量发生变位，20ms后又自动复位的一些记录信息。实际上显示变位的状态量并未真正的发生变化，现场认真核对发生变位的信息均是综保里一些显示闭合的点。什么原因造成这些闭合的点在综保记录中显示变位后又自动复位，是要解开的第二个谜点。

经过理论分析，结合以往运行经验以及现场实际实验，得出上述谜点答案：综保电源与控制电源均引自控制小母线，综保里显示是数字信号，当直流电源突然消失时，综保内处于高电平信号（即显示为闭合点的状态量）会因为电压消失从1变为0，显示的信息就是所有闭合的点都发生变位，20ms后又自动恢复原状，说明此时电压已恢复正常。这就解释了同一时刻报出多个回路状态量发生变位的现象。

随着第二个谜底的揭开第一个谜也很容易得到回答。正常运行时，高压侧断路器1DL闭合，综保内IN104闭合，显示为1；直流电源消失，IN104从1变为0，满足下降沿发生突变条件，SV8T置位，由于SV8T的保持时间设为50个周波，所以当20ms后电源恢复正常时，SV8T仍置位，而此时IN101也随着电压的恢复由0变为1，满足了OUT104的出口条件，这样在高压侧断路器1DL未断开的情况下1DL联跳2DL出口动作，综保发出了跳闸指令，造成22配I段进线（2214DL）开关跳闸。

3 改进方案

3.1 逻辑的改进

直流电源异常波动的现象在电气系统中经常发生，在雷雨天气时更为频繁。为查找直流接地，电气人员往往会瞬间依次断开各直流支路，查看直流系统电压是否恢复正常，然后再立即恢复直流供电，这时的电压突变如果时间在1秒内，上述事故还会重演，因此当厂用配电系统综保改造后，如不采取改正措施，将面临着意外停电的极大隐患。

要解决问题，首先应对OUT104（高压侧断路器1DL联跳低压侧断路器2DL）的逻辑方案进行改进，使OUT104出口条件不受外部直流电源突变的影响，以保证动作的准确性。

下面表4列出了几种典型OUT104出口的逻辑方案，以及当直流电源在1秒钟内消失后又恢复，高压断路器位置1DL分别引用常开接点、常闭接点两种硬接线方式，综保内各状态量的置位情况：

表4 OUT104出口置位情况

		常开接点	常闭接点
高压侧断路器1DL位置	IN104	1	0
低压侧断路器2DL位置	IN101	1	1
1DL开关下降沿，保持1秒	\IN104	1
1DL开关上升沿，保持1秒	／IN104		0
OUT104	\IN104* IN101	1
OUT104	IN104* IN101	1
OUT104	IN104* IN101		0
OUT104	／IN104* IN101		0

从表中可以清楚的看出，不受电源影响的OUT104出口逻辑有两种，即：

OUT104＝IN104* IN101 （1）

OUT104＝／IN104* IN101 （2）

满足现场要求的这两个逻辑实现的前提是高压断路器位置1DL必须引用常闭接点。但当电缆绝缘损坏或1DL常闭接点抖动时，脉冲发生突变，逻辑（2）出现的现象将是开关不停地跳跃，所以应采用逻辑（1），用置位后的可靠电平设计方程。经过现场多次试验，此逻辑得到了一致认可。

3.2 电源的改进

现场改造回路中控制电源与综保电源同时采用控制小母线供电，当控制电源发生异常时（如总控制开关跳开），综保上不能可靠显示当前设备运行情况，线路故障时控制回路也不能可靠地分断开关，运行人员对现场设备运行情况失去监控，不能快速分析和处理问题。这种状况对安全稳定生产构成了潜在的威胁。

为使电源使用更安全合理，可以将综保电源与控制回路电源采用两段不同的小母线供电，即综保电源采用合闸母线供电，控制回路采用控制母线供电，当合闸母线异常时，控制回路依然能正常分断开关；当控制母线异常时，综保上能及时反应出现场设备运行情况。■

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