摘要：對一起由于測控裝置同期開入回路受到電磁干擾后誤動，造成主變壓器中壓側(cè)斷路器誤合閘的嚴重事
故進行了詳細分析，并說明了電磁干擾使得光耦元件“瞬態(tài)飽和”的現(xiàn)象和原理，指出了測控裝置設(shè)計不當?shù)?/p>
地方，并由制造廠家進行了改進。
關(guān)鍵詞：測控裝置;電磁干擾;瞬態(tài)飽和;誤合閘
近年來，綜合自動化技術(shù)在變電站中得到了廣泛應(yīng)用，微機保護和微機測控裝置是實現(xiàn)變電站綜合自動化的基礎(chǔ)，但微機化的二次設(shè)備都是低電平
的弱電系統(tǒng)，在內(nèi)部時鐘節(jié)拍控制下，以極高的速度工作，它們的工作環(huán)境是電磁干擾極其嚴重的強電場所，很容易受到干擾而誤動或拒動_1]。本文將
詳細分析一起測控裝置因干擾誤動導(dǎo)致斷路器誤合閘的事故，希望對設(shè)備制造廠商能有所啟發(fā)，開發(fā)出更加可靠的產(chǎn)品。
1 事故經(jīng)過
2005年12月22日，某220 kV變電站1號主變壓器綜合自動化改造結(jié)束后，在啟動過程發(fā)生變壓器中壓側(cè)101斷路器誤合閘，具體過程如下：
13：51：38，監(jiān)控系統(tǒng)遙控合上變壓器高壓側(cè)2201斷路器，對1號主變壓器進行充電;
14-()()：12，監(jiān)控系統(tǒng)遙控合上變壓器中壓側(cè)101斷路器，1號主變壓器帶上負荷，這時發(fā)現(xiàn)變壓器高壓側(cè)V相套管漏油;
14：01：19，運行人員在監(jiān)控系統(tǒng)遙控跳開變壓器中壓側(cè)101斷路器;
14：01：45，運行人員遙控跳開變壓器高壓側(cè)2201斷路器;
14：04：46，變壓器中壓側(cè)101斷路器在無人操作的情況下發(fā)生誤合閘，造成i號主變壓器誤上電;
14：05：59，運行人員遙控跳開101斷路器。由于101斷路器的誤合閘造成套管漏油處放電產(chǎn)生火花，險些釀成大禍。事故發(fā)生后，現(xiàn)場調(diào)度下令停止啟動工作，把i號主變壓器轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)。調(diào)試人員按照以 開關(guān)分合順序重新操作，沒有發(fā)生101斷路器誤合閘。
2 原因分析
本次1號主變壓器綜合自動化改造內(nèi)容是增加了變壓器高壓側(cè)2201、變壓器中壓側(cè)101、變壓器低壓電容側(cè)701A、變壓器低壓饋線側(cè)701B四個
斷路器的微機測控裝置，型號為國電南京自動化股份有限公司生產(chǎn)的PSR651型，每個斷路器配置一臺微機測控裝置，共同組成1號主變壓器測控屏，
其中變壓器高壓側(cè)和變壓器中壓側(cè)斷路器測控裝置具有手動合閘同期判別功能。
1號主變壓器中壓側(cè)101斷路器測控裝置分合閘回路如圖1所示(變壓器高壓側(cè)2201斷路器的原理相同)，圖中6SA為遠方一就地、分閘一合閘控
制開關(guān)，6SM 為同期一非同期轉(zhuǎn)換開關(guān)，6KGT為光電耦合器，端子6D17，6D18，6D19，6D20接開關(guān)操作箱控制電源+220 V，端子6D23接操
作箱手動分閘輸入，端子6D27，6D28接操作箱手動合閘輸入，端子6D29接操作箱控制電源一220V，端子6D37接測控裝置同期CPU 板開入+24 V 。
遙控合閘過程：控制開關(guān)打在“遠方”位置，這時6SA的15—16，19—2()導(dǎo)通，測控裝置接收到監(jiān)控系統(tǒng)遙控合閘命令后，測控裝置出口10(圖
1中oUT1())動作，節(jié)點閉合時間設(shè)定為12()ms，如果同期轉(zhuǎn)換開關(guān)處于“非同期”(6SM 的7—8導(dǎo)通)，控制電源+220 V接至6D28合閘輸入;如果同期轉(zhuǎn)換開關(guān)處于“同期”(6SM 的1—2導(dǎo)通)，控制電源+220 V接至6KGT，6KGT動作，測控裝置同期CPU板接收到同期合閘開入命令，然后同期CPU判斷同期條件，如果條件滿足，同期CPU板出口2(圖1中OUT2)動作，控制電源+220 V接至6D28合閘輸入完成合閘。
手動合閘過程：控制開關(guān)打在“就地” 位置，這時6SA的17—18導(dǎo)通，手動操作6SA合閘的過程中6SA的1—2導(dǎo)通，如果6SM處于“非同期”(6SM 的7—8導(dǎo)通)，控制電源+220 V接至6D28合閘輸入;如果6SM 處于“同期”(6SM 的1—2導(dǎo)通)，控制電源+220接至6KGT，6KGT動作，測控裝置同期CPU板接收到同期合閘開入命令，然后同期CPU判斷同期條件，如果條件滿足，同期CPU板 口2(圖1中oUT2)動作，控制電源+220 V接至6D28合閘輸入完成合閘。
本站監(jiān)控系統(tǒng)在每次運行人員操作或設(shè)備動作后都會記錄下完整的事件順序記錄(SOE)報文，表1、表2就是本次101斷路器正常合閘和誤合閘的
SoE報文。
從表1可以看 斷路器正常遙控合閘過程：
14.()()：12.273，測控出口1()動作;
14：00：12.298，101斷路器同期開入動作;
14：00：12.311，測控出口2動作;
14：00：12.386，斷路器合位動作;
14：00：12.418，1()1斷路器同期開入返回。
101斷路器同期開入從動作到返回時間為120ms，就是測控裝置設(shè)定的 口10閉合時問(120ms)，與前面分析一致。
從表2可以看m：14：04：46.476，101斷路器合位動作，說明101斷路器確實合上，但是沒有測控 口10動作記錄，說明不是遙控合閘，只有測控出口2動作記錄，測控出口2動作的條件是測控裝置同期CPU板有同期合閘開入且同期條件滿足;14：04：46.371，1()1斷路器同期狀態(tài)動作;14：04：46.377，101斷路器同期狀態(tài)返回，同期開入時間僅持續(xù)6 ms。國電南京自動化股份有限公司的技術(shù)人員確認只要同期開入達到4 ms，同期CPU板就認為有合閘命令并且開始判斷同期條件，如果滿足同期條件，測控 口2就動作。因此可以得 結(jié)論：造成這次斷路器誤合閘的罪魁禍首就是這6 ms的同期開入，這么短的時間可以肯定是由于電磁干擾通過光耦元件竄入同期開入回路后造成的i貝4控裝置誤動作。
3 光耦器件的“瞬態(tài)飽和”現(xiàn)象對不同制造廠家的多種微機繼電保護裝置的電源端口、交流電流、電壓、開關(guān)量輸入等端口施加瞬變騷擾，即使光耦器件沒有任何激勵量輸入時，其輸 波形均 現(xiàn)4()～6()bts的電壓跌落。由于這種現(xiàn)象是南瞬變騷擾引起的，因此稱為光耦器件的“瞬態(tài)飽和”現(xiàn)象。此外，由于瞬變騷擾是周期現(xiàn)的，光耦器件的電壓輸 也隨瞬變騷擾周期而產(chǎn)生跌落。
由于快速瞬變脈沖群的頻率很高，達到100MHz，此時光耦器件的高頻等效電路如圖2所示。一般廠家僅給出光耦器件的原、副方之間的電容(圖2中C1)的值，如TLP121光耦器件的電容值為0.8 pF。事實上，光耦器件的原方與副方接收三極管基極之問存在雜散電容(圖2中C2)。
高頻瞬變騷擾在光耦器件構(gòu)成的開入量輸入回路中傳輸途徑為：幅值極高的瞬變騷擾信號一光耦原方一原方與副方三極管基極之間的電容C2一副
方三極管的基極一集電極一電容C3，C4一大地，致使接收三極管導(dǎo)通，造成光耦器件誤翻轉(zhuǎn)，這就是光耦器件在快速瞬變脈沖群干擾下產(chǎn)生“瞬態(tài)飽和” 的根本原因。
4 改進辦法
通過上述分析可以斷定，這次開關(guān)誤合閘是由于電磁十擾通過光耦元件竄入同期開入同路造成的，雖然具體的干擾源無法確定，但是測控裝置的
同期開入確認時間只有4 ms，這是明 偏短的。另外對測控裝置的同期開入回路做開入電壓測量試驗時發(fā)現(xiàn)，同期CPU板雖然采用24 V作為正常
開入電壓，但是我們外加4 V電壓時，同期開入就會動作，這個電壓門檻也明顯偏低。
調(diào)試人員又做過多次遙控合閘和手動合閘試驗，遙控合閘時同期開入從動作到返回時間同定為120 ms，這個時間是由測控裝置整定的;手動合閘
時同期開入從動作到返回時間就是人為操作6SA合閘過程的持續(xù)時間，這個時問每次都大于200 ms。
為了提高測控裝置同期開入的抗干擾能力，在跟廠家技術(shù)人員共同研究后，決定首先把同期開入動作電壓提高至24 V的55%～7()%，然后把同期
開入確認時間調(diào)整為8()ms，保證在同期合閘時有5()%的裕度。經(jīng)過這樣調(diào)整后，開關(guān)沒有再發(fā)生誤合閘。
5 結(jié)束語
變電站的電磁干擾無處不在，微機化二次設(shè)備的抗干擾能力是衡量其性能好壞的一個重要指標，因此就要求制造廠家在提高設(shè)備抗干擾方面多做考
慮。硬件方面要選用質(zhì)量好、抗干擾能力強的芯片，軟件方面不能一味追求動作速度快，要在速度和可靠性之問找好平衡點。
下載文檔
