案例簡(jiǎn)介：國家新聞出版廣電總局2023電臺(tái)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(yùn)前瑞科派工程技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)配合調(diào)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(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了兩次技術(shù)診斷分析和換件處理。現(xiàn)就現(xiàn)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(yùn)前的不良存儲(chǔ)導(dǎo)致裝置內(nèi)部芯片主板相關(guān)插按件性能下降，導(dǎo)致裝置異常。
據(jù)了解，2023電臺(tái)該批保護(hù)裝置是2009年9月出廠，而現(xiàn)場(chǎng)拆開關(guān)柜包裝時(shí)間是2010年6月，隨高壓開關(guān)柜運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)后，露天存放時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)電子產(chǎn)品類的微機(jī)保護(hù)裝置沒有適當(dāng)?shù)陌采拼娣拧Ｔ谖赐哆\(yùn)期間，沒有妥善庫存的隨柜微機(jī)保護(hù)裝置，由于受到海邊空氣鹽霧、高溫和施工現(xiàn)場(chǎng)灰塵超標(biāo)等環(huán)境因素的影響，致使微機(jī)保護(hù)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(jī)保護(hù)裝置的性能。
雖然針對(duì)PCB板噴涂有合格的“三防”油漆，但需要導(dǎo)電的插接片是不能外敷三防油漆。因此，不良的儲(chǔ)存措施對(duì)微機(jī)保護(hù)裝置的影響就非常明顯。據(jù)我公司歷年統(tǒng)計(jì)，因倉儲(chǔ)條件不合格而導(dǎo)致微機(jī)保護(hù)裝置內(nèi)部芯片導(dǎo)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(xiàn)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
電纜或架空線路發(fā)生各種瞬時(shí)故障，導(dǎo)致過流故障動(dòng)作或線路短路故障動(dòng)作（包括大電阻接地短路故障）。此類故障跳閘與保護(hù)裝置的正常保護(hù)動(dòng)作。這類瞬時(shí)故障發(fā)生的原因有幾類：
1、戶外架空線路發(fā)生的因鳥類、樹枝或大風(fēng)導(dǎo)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)、線路對(duì)樹枝放電、大風(fēng)引起的短時(shí)碰線、通過鳥類身體的放電等原因引起的短路。這類故障由繼電器保護(hù)動(dòng)作斷開電源后，故障點(diǎn)的電弧自行熄滅、絕緣強(qiáng)度重新恢復(fù)，故障自行消除，此時(shí)，若重新合上線路斷路器，就能恢復(fù)正常供電。
瞬時(shí)性故障到底是跳Ⅰ段保護(hù)還是Ⅱ段是要看具體故障點(diǎn)的距離，一段保護(hù)只能保護(hù)本線路全長(zhǎng)的50%至80%，二段保護(hù)可以保護(hù)本線路的全長(zhǎng)并伸入下段線路，Ⅰ段與Ⅱ段的整定電流值也不同，不對(duì)稱故障都會(huì)產(chǎn)生零序分量，零序保護(hù)動(dòng)作。要看此瞬時(shí)性故障是否對(duì)稱而言這類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，這類故障大多是短路電阻大，一般容易導(dǎo)致二段等過流動(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。這類故障也多是短路電阻大的瞬時(shí)故障，一般容易導(dǎo)致二段等過流動(dòng)作。
三、變壓器勵(lì)磁涌流導(dǎo)致的動(dòng)作跳閘故障。
受勵(lì)磁電壓的影響，即只要系統(tǒng)電壓一有變動(dòng)，勵(lì)磁電壓受到影響，就會(huì)產(chǎn)生勵(lì)磁涌流。
當(dāng)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)沖擊電流通常稱之為勵(lì)磁涌流。
當(dāng)勵(lì)磁電流大小達(dá)到或超過保護(hù)整定值時(shí)，保護(hù)裝置將動(dòng)作，此類故障動(dòng)作為保護(hù)裝置的正常保護(hù)動(dòng)作。
勵(lì)磁涌流特點(diǎn)如下：
1)涌流含有數(shù)值很大的高次諧波分量(主要是二次和三次諧波)，因此，勵(lì)磁涌流的變化曲線為尖頂波。
2)勵(lì)磁涌流的衰減常數(shù)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，在開始瞬間衰減很快，以后逐漸減慢，經(jīng)0.5～1s后其值不超過(0.25～0.5)In。
3)一般情況下，變壓器容量越大，衰減的持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，但總的趨勢(shì)是涌流的衰減速度往往比短路電流衰減慢一些。
4)勵(lì)磁涌流的數(shù)值很大，最大可達(dá)額定電流的8～10倍。當(dāng)整定一臺(tái)斷路器控制一臺(tái)變壓器時(shí)，其速斷可按變壓器勵(lì)磁電流來整定。
變壓器的勵(lì)磁涌流的危害
A.勵(lì)磁涌流引發(fā)變壓器的保護(hù)裝置誤動(dòng)作，使變壓器的投運(yùn)頻頻失??；
B.變壓器出線短路故障切除時(shí)所產(chǎn)生的電壓突增，誘發(fā)變壓器保護(hù)誤動(dòng)作，使變壓器各側(cè)全部停電，帶不上負(fù)荷；
C.變壓器投產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流，將誘發(fā)鄰近其他電站等正在運(yùn)行的變壓器產(chǎn)生勵(lì)磁涌流而誤跳閘，造成大面積停電；
D.數(shù)值很大的勵(lì)磁涌流會(huì)導(dǎo)致變壓器及斷路器因電動(dòng)力過大受損；
E.勵(lì)磁涌流中的直流分量導(dǎo)致電流互感器磁路被過度磁化而大幅降低測(cè)量精度和繼電保護(hù)裝置的正確動(dòng)作率；
F.勵(lì)磁涌流中的大量諧波對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量造成嚴(yán)重的污染。
四、長(zhǎng)電纜感應(yīng)的容性電流導(dǎo)致的動(dòng)作跳閘故障。
電纜長(zhǎng)度越長(zhǎng)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(zhǎng)，電容具有越長(zhǎng)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(dāng)容性電流大小達(dá)到或超過保護(hù)整定值時(shí)，保護(hù)裝置將動(dòng)作，此類故障為保護(hù)裝置的正常動(dòng)作。
預(yù)防措施：
1.設(shè)備到現(xiàn)場(chǎng)存儲(chǔ)條件應(yīng)符合要求，若不能及時(shí)投運(yùn)，應(yīng)將產(chǎn)品及時(shí)通電，保持產(chǎn)品在干燥環(huán)境運(yùn)行。
2.運(yùn)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(xiàn)在我公司現(xiàn)在出廠的產(chǎn)品（含裝置主板）均已采用此類不帶座子的貼片式芯片，減少裸露的接觸點(diǎn)。此類新型芯片自身抗干擾與環(huán)境適應(yīng)能力均有提高。
3.避免勵(lì)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(lì)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(lì)磁涌流也達(dá)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(lì)磁電流也最小，一般不超過額定電流的2%-10%。因此，可在合閘角為90°（即電壓峰值時(shí)）時(shí)合閘，來消弱勵(lì)磁涌流。經(jīng)仿真計(jì)算可知，合閘時(shí)間分散度為0.5ms 的情況下，勵(lì)磁涌流的幅值與三相隨機(jī)合閘相比，減少了94.4%。隨著控制開關(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(xiàn)的方法。
3.2 修改保護(hù)整定值躲開勵(lì)磁涌流。
4.加強(qiáng)一次設(shè)備與外部輸電線路的巡視，防止外來因素的干擾。
5.對(duì)于控制電纜的分布電容來說，第一，要盡可能將二次電纜的長(zhǎng)度控制在一定長(zhǎng)度范圍內(nèi)，原則上不宜超過400m。第二，不同用途的電纜應(yīng)分開布置，以減少分布電容效應(yīng)。另外，可以通過光纖通道傳送跳閘信號(hào)，以消除電纜的分布電容效應(yīng)（已在智能化變電站中實(shí)現(xiàn)）。
由于變電站基建完成后，二次電纜長(zhǎng)度也隨之確定下來，基本上不可改變，因此要改變電纜對(duì)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(duì)重要的開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(hù)裝置誤開入、誤動(dòng)作的發(fā)生。
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