案例簡(jiǎn)介：國家新聞出版廣電總局2023電臺自2011年3月至2014年3月發(fā)生多次故障動(dòng)作，除該變電站投運前瑞科派工程技術(shù)人員到現場(chǎng)配合調試外，在發(fā)生故障動(dòng)作期間亦派工程技術(shù)員于2012年和2013年到現場(chǎng)進(jìn)行了兩次技術(shù)診斷分析和換件處理?，F就現場(chǎng)故障動(dòng)作歸納整理，初步分析如下：
一、裝置正式送電投運前的不良存儲導致裝置內部芯片主板相關(guān)插按件性能下降，導致裝置異常。
據了解，2023電臺該批保護裝置是2009年9月出廠(chǎng)，而現場(chǎng)拆開(kāi)關(guān)柜包裝時(shí)間是2010年6月，隨高壓開(kāi)關(guān)柜運抵現場(chǎng)后，露天存放時(shí)間較長(cháng)，對電子產(chǎn)品類(lèi)的微機保護裝置沒(méi)有適當的安善存放。在未投運期間，沒(méi)有妥善庫存的隨柜微機保護裝置，由于受到海邊空氣鹽霧、高溫和施工現場(chǎng)灰塵超標等環(huán)境因素的影響，致使微機保護裝置中芯片主板中SST39SF020A芯片與PLCC44針的座子等變形較大，接觸不良和芯片本體性能下降，從而影響了該批微機保護裝置的性能。
雖然針對PCB板噴涂有合格的“三防”油漆，但需要導電的插接片是不能外敷三防油漆。因此，不良的儲存措施對微機保護裝置的影響就非常明顯。據我公司歷年統計，因倉儲條件不合格而導致微機保護裝置內部芯片導電插按件受控的工程，大多發(fā)生在鹽霧重、化學(xué)污染重和空氣潮濕的工程現場(chǎng)。例如海南三亞海軍基地，越南雄偉水電站。
二、發(fā)生瞬時(shí)故障
電纜或架空線(xiàn)路發(fā)生各種瞬時(shí)故障，導致過(guò)流故障動(dòng)作或線(xiàn)路短路故障動(dòng)作（包括大電阻接地短路故障）。此類(lèi)故障跳閘與保護裝置的正常保護動(dòng)作。這類(lèi)瞬時(shí)故障發(fā)生的原因有幾類(lèi)：
1、戶(hù)外架空線(xiàn)路發(fā)生的因鳥(niǎo)類(lèi)、樹(shù)枝或大風(fēng)導致的短時(shí)碰撞而發(fā)生瞬時(shí)短路故障。由雷電引起的絕緣子表面閃絡(luò )、線(xiàn)路對樹(shù)枝放電、大風(fēng)引起的短時(shí)碰線(xiàn)、通過(guò)鳥(niǎo)類(lèi)身體的放電等原因引起的短路。這類(lèi)故障由繼電器保護動(dòng)作斷開(kāi)電源后，故障點(diǎn)的電弧自行熄滅、絕緣強度重新恢復，故障自行消除，此時(shí)，若重新合上線(xiàn)路斷路器，就能恢復正常供電。
瞬時(shí)性故障到底是跳Ⅰ段保護還是Ⅱ段是要看具體故障點(diǎn)的距離，一段保護只能保護本線(xiàn)路全長(cháng)的50%至80%，二段保護可以保護本線(xiàn)路的全長(cháng)并伸入下段線(xiàn)路，Ⅰ段與Ⅱ段的整定電流值也不同，不對稱(chēng)故障都會(huì )產(chǎn)生零序分量，零序保護動(dòng)作。要看此瞬時(shí)性故障是否對稱(chēng)而言這類(lèi)短障一般都是短路電流大，速斷動(dòng)作故障，故障因素會(huì )快速消除，不影響重合閘送電。
2、鹽霧閃爍等瞬時(shí)短路故障，這類(lèi)故障大多是短路電阻大，一般容易導致二段等過(guò)流動(dòng)作。
3、電纜頭或電纜絕緣薄弱點(diǎn)放電等瞬時(shí)短路故障。這類(lèi)故障也多是短路電阻大的瞬時(shí)故障，一般容易導致二段等過(guò)流動(dòng)作。
三、變壓器勵磁涌流導致的動(dòng)作跳閘故障。
受勵磁電壓的影響，即只要系統電壓一有變動(dòng)，勵磁電壓受到影響，就會(huì )產(chǎn)生勵磁涌流。
當合上斷路器給變壓器充電時(shí)，有時(shí)可以看到變壓器電流表的指針擺得很大，然后很快返回到正常的空載電流值，這個(gè)沖擊電流通常稱(chēng)之為勵磁涌流。
當勵磁電流大小達到或超過(guò)保護整定值時(shí)，保護裝置將動(dòng)作，此類(lèi)故障動(dòng)作為保護裝置的正常保護動(dòng)作。
勵磁涌流特點(diǎn)如下：
1)涌流含有數值很大的高次諧波分量(主要是二次和三次諧波)，因此，勵磁涌流的變化曲線(xiàn)為尖頂波。
2)勵磁涌流的衰減常數與鐵芯的飽和程度有關(guān)，飽和越深，電抗越小，衰減越快。因此，在開(kāi)始瞬間衰減很快，以后逐漸減慢，經(jīng)0.5～1s后其值不超過(guò)(0.25～0.5)In。
3)一般情況下，變壓器容量越大，衰減的持續時(shí)間越長(cháng)，但總的趨勢是涌流的衰減速度往往比短路電流衰減慢一些。
4)勵磁涌流的數值很大，最大可達額定電流的8～10倍。當整定一臺斷路器控制一臺變壓器時(shí)，其速斷可按變壓器勵磁電流來(lái)整定。
變壓器的勵磁涌流的危害
A.勵磁涌流引發(fā)變壓器的保護裝置誤動(dòng)作，使變壓器的投運頻頻失??；
B.變壓器出線(xiàn)短路故障切除時(shí)所產(chǎn)生的電壓突增，誘發(fā)變壓器保護誤動(dòng)作，使變壓器各側全部停電，帶不上負荷；
C.變壓器投產(chǎn)生的勵磁涌流，將誘發(fā)鄰近其他電站等正在運行的變壓器產(chǎn)生勵磁涌流而誤跳閘，造成大面積停電；
D.數值很大的勵磁涌流會(huì )導致變壓器及斷路器因電動(dòng)力過(guò)大受損；
E.勵磁涌流中的直流分量導致電流互感器磁路被過(guò)度磁化而大幅降低測量精度和繼電保護裝置的正確動(dòng)作率；
F.勵磁涌流中的大量諧波對電網(wǎng)電能質(zhì)量造成嚴重的污染。
四、長(cháng)電纜感應的容性電流導致的動(dòng)作跳閘故障。
電纜長(cháng)度越長(cháng)等值電容分布越大，就會(huì )具有越大的放電容量。等值電容越大，控制電纜就會(huì )越長(cháng)，電容具有越長(cháng)的放電時(shí)間，電阻回路就越小，則電流衰減速度也就更加緩慢。
當容性電流大小達到或超過(guò)保護整定值時(shí)，保護裝置將動(dòng)作，此類(lèi)故障為保護裝置的正常動(dòng)作。
預防措施：
1.設備到現場(chǎng)存儲條件應符合要求，若不能及時(shí)投運，應將產(chǎn)品及時(shí)通電，保持產(chǎn)品在干燥環(huán)境運行。
2.運行人員定期巡視，使用酒精清理主板座子上的灰塵與鹽霧等，尤其是芯片座子的檢查，盡可能減少故障的發(fā)生。
更換為新的芯片主板?，F在我公司現在出廠(chǎng)的產(chǎn)品（含裝置主板）均已采用此類(lèi)不帶座子的貼片式芯片，減少裸露的接觸點(diǎn)。此類(lèi)新型芯片自身抗干擾與環(huán)境適應能力均有提高。
3.避免勵磁涌流影響的措施
3.1控制三相斷路器合閘時(shí)間削弱勵磁涌流
變壓器磁通在合閘電壓角為0°時(shí)，磁通為最大值，此時(shí)勵磁涌流也達到最大值。在合閘電壓角為90°時(shí)（即電壓峰值時(shí)）合閘，磁通最小，勵磁電流也最小，一般不超過(guò)額定電流的2%-10%。因此，可在合閘角為90°（即電壓峰值時(shí)）時(shí)合閘，來(lái)消弱勵磁涌流。經(jīng)仿真計算可知，合閘時(shí)間分散度為0.5ms 的情況下，勵磁涌流的幅值與三相隨機合閘相比，減少了94.4%。隨著(zhù)控制開(kāi)關(guān)合閘時(shí)間技術(shù)的不斷發(fā)展，此種方法是最易實(shí)現的方法。
3.2 修改保護整定值躲開(kāi)勵磁涌流。
4.加強一次設備與外部輸電線(xiàn)路的巡視，防止外來(lái)因素的干擾。
5.對于控制電纜的分布電容來(lái)說(shuō)，第一，要盡可能將二次電纜的長(cháng)度控制在一定長(cháng)度范圍內，原則上不宜超過(guò)400m。第二，不同用途的電纜應分開(kāi)布置，以減少分布電容效應。另外，可以通過(guò)光纖通道傳送跳閘信號，以消除電纜的分布電容效應（已在智能化變電站中實(shí)現）。
由于變電站基建完成后，二次電纜長(cháng)度也隨之確定下來(lái)，基本上不可改變，因此要改變電纜對地分布電容值的大小是比較困難的。另一個(gè)有效的防范措施是提高光耦或繼電器的動(dòng)作電壓。具體的實(shí)施辦法是對重要的開(kāi)入或出口回路加裝大功率中間繼電器，并保證中間繼電器動(dòng)作時(shí)間小于20ms。只要選擇合適的動(dòng)作功率，就完全可以防止保護裝置誤開(kāi)入、誤動(dòng)作的發(fā)生。
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