一起由于電磁干擾造成斷路器誤合閘的事故分析

摘要：對一起由于測控裝置同期開(kāi)入回路受到電磁干擾后誤動(dòng)，造成主變壓器中壓側斷路器誤合閘的嚴重事

故進(jìn)行了詳細分析，并說(shuō)明了電磁干擾使得光耦元件“瞬態(tài)飽和”的現象和原理，指出了測控裝置設計不當的

地方，并由制造廠(chǎng)家進(jìn)行了改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：測控裝置;電磁干擾;瞬態(tài)飽和;誤合閘

近年來(lái)，綜合自動(dòng)化技術(shù)在變電站中得到了廣泛應用，微機保護和微機測控裝置是實(shí)現變電站綜合自動(dòng)化的基礎，但微機化的二次設備都是低電平

的弱電系統，在內部時(shí)鐘節拍控制下，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(chǎng)所，很容易受到干擾而誤動(dòng)或拒動(dòng)_1]。本文將

詳細分析一起測控裝置因干擾誤動(dòng)導致斷路器誤合閘的事故，希望對設備制造廠(chǎng)商能有所啟發(fā)，開(kāi)發(fā)出更加可靠的產(chǎn)品。

1 事故經(jīng)過(guò)

2005年12月22日，某220 kV變電站1號主變壓器綜合自動(dòng)化改造結束后，在啟動(dòng)過(guò)程發(fā)生變壓器中壓側101斷路器誤合閘，具體過(guò)程如下：

13：51：38，監控系統遙控合上變壓器高壓側2201斷路器，對1號主變壓器進(jìn)行充電;

14-()()：12，監控系統遙控合上變壓器中壓側101斷路器，1號主變壓器帶上負荷，這時(shí)發(fā)現變壓器高壓側V相套管漏油;

14：01：19，運行人員在監控系統遙控跳開(kāi)變壓器中壓側101斷路器;

14：01：45，運行人員遙控跳開(kāi)變壓器高壓側2201斷路器;

14：04：46，變壓器中壓側101斷路器在無(wú)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(kāi)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，現場(chǎng)調度下令停止啟動(dòng)工作，把i號主變壓器轉為檢修狀態(tài)。調試人員按照以 開(kāi)關(guān)分合順序重新操作，沒(méi)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(dòng)化改造內容是增加了變壓器高壓側2201、變壓器中壓側101、變壓器低壓電容側701A、變壓器低壓饋線(xiàn)側701B四個(gè)

斷路器的微機測控裝置，型號為國電南京自動(dòng)化股份有限公司生產(chǎn)的PSR651型，每個(gè)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，

其中變壓器高壓側和變壓器中壓側斷路器測控裝置具有手動(dòng)合閘同期判別功能。

1號主變壓器中壓側101斷路器測控裝置分合閘回路如圖1所示(變壓器高壓側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(kāi)關(guān)，6SM 為同期一非同期轉換開(kāi)關(guān)，6KGT為光電耦合器，端子6D17，6D18，6D19，6D20接開(kāi)關(guān)操作箱控制電源+220 V，端子6D23接操

作箱手動(dòng)分閘輸入，端子6D27，6D28接操作箱手動(dòng)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(kāi)入+24 V 。

遙控合閘過(guò)程：控制開(kāi)關(guān)打在“遠方”位置，這時(shí)6SA的15—16，19—2()導通，測控裝置接收到監控系統遙控合閘命令后，測控裝置出口10(圖

1中oUT1())動(dòng)作，節點(diǎn)閉合時(shí)間設定為12()ms，如果同期轉換開(kāi)關(guān)處于“非同期”(6SM 的7—8導通)，控制電源+220 V接至6D28合閘輸入;如果同期轉換開(kāi)關(guān)處于“同期”(6SM 的1—2導通)，控制電源+220 V接至6KGT，6KGT動(dòng)作，測控裝置同期CPU板接收到同期合閘開(kāi)入命令，然后同期CPU判斷同期條件，如果條件滿(mǎn)足，同期CPU板出口2(圖1中OUT2)動(dòng)作，控制電源+220 V接至6D28合閘輸入完成合閘。

手動(dòng)合閘過(guò)程：控制開(kāi)關(guān)打在“就地” 位置，這時(shí)6SA的17—18導通，手動(dòng)操作6SA合閘的過(guò)程中6SA的1—2導通，如果6SM處于“非同期”(6SM 的7—8導通)，控制電源+220 V接至6D28合閘輸入;如果6SM 處于“同期”(6SM 的1—2導通)，控制電源+220接至6KGT，6KGT動(dòng)作，測控裝置同期CPU板接收到同期合閘開(kāi)入命令，然后同期CPU判斷同期條件，如果條件滿(mǎn)足，同期CPU板 口2(圖1中oUT2)動(dòng)作，控制電源+220 V接至6D28合閘輸入完成合閘。

本站監控系統在每次運行人員操作或設備動(dòng)作后都會(huì )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(guò)程：

14.()()：12.273，測控出口1()動(dòng)作;

14：00：12.298，101斷路器同期開(kāi)入動(dòng)作;

14：00：12.311，測控出口2動(dòng)作;

14：00：12.386，斷路器合位動(dòng)作;

14：00：12.418，1()1斷路器同期開(kāi)入返回。

101斷路器同期開(kāi)入從動(dòng)作到返回時(shí)間為120ms，就是測控裝置設定的 口10閉合時(shí)問(wèn)(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(dòng)作，說(shuō)明101斷路器確實(shí)合上，但是沒(méi)有測控 口10動(dòng)作記錄，說(shuō)明不是遙控合閘，只有測控出口2動(dòng)作記錄，測控出口2動(dòng)作的條件是測控裝置同期CPU板有同期合閘開(kāi)入且同期條件滿(mǎn)足;14：04：46.371，1()1斷路器同期狀態(tài)動(dòng)作;14：04：46.377，101斷路器同期狀態(tài)返回，同期開(kāi)入時(shí)間僅持續6 ms。國電南京自動(dòng)化股份有限公司的技術(shù)人員確認只要同期開(kāi)入達到4 ms，同期CPU板就認為有合閘命令并且開(kāi)始判斷同期條件，如果滿(mǎn)足同期條件，測控 口2就動(dòng)作。因此可以得 結論：造成這次斷路器誤合閘的罪魁禍首就是這6 ms的同期開(kāi)入，這么短的時(shí)間可以肯定是由于電磁干擾通過(guò)光耦元件竄入同期開(kāi)入回路后造成的i貝4控裝置誤動(dòng)作。

3 光耦器件的“瞬態(tài)飽和”現象對不同制造廠(chǎng)家的多種微機繼電保護裝置的電源端口、交流電流、電壓、開(kāi)關(guān)量輸入等端口施加瞬變騷擾，即使光耦器件沒(méi)有任何激勵量輸入時(shí)，其輸 波形均 現4()～6()bts的電壓跌落。由于這種現象是南瞬變騷擾引起的，因此稱(chēng)為光耦器件的“瞬態(tài)飽和”現象。此外，由于瞬變騷擾是周期現的，光耦器件的電壓輸 也隨瞬變騷擾周期而產(chǎn)生跌落。