案(an)例简(jian)介：国家新闻出版广电(dian)总局2023电(dian)台(tai)自2011年(nian)3月(yue)至2014年(nian)3月(yue)发生(sheng)多次故(gu)障(zhang)动(dong)作，除(chu)该变电(dian)站投(tou)运前(qian)瑞科派(pai)工程技(ji)(ji)术(shu)人员(yuan)到现(xian)(xian)场(chang)(chang)配(pei)合(he)调(diao)试外，在(zai)发生(sheng)故(gu)障(zhang)动(dong)作期(qi)间亦派(pai)工程技(ji)(ji)术(shu)员(yuan)于2012年(nian)和(he)2013年(nian)到现(xian)(xian)场(chang)(chang)进(jin)行了两次技(ji)(ji)术(shu)诊断分析(xi)和(he)换(huan)件处理(li)。现(xian)(xian)就现(xian)(xian)场(chang)(chang)故(gu)障(zhang)动(dong)作归(gui)纳整(zheng)理(li)，初步分析(xi)如下：
一(yi)、装(zhuang)置正式(shi)送电投运前的(de)不良存储导致(zhi)装(zhuang)置内部芯(xin)片主板(ban)相(xiang)关插按件(jian)性能下降(jiang)，导致(zhi)装(zhuang)置异常。
据了(le)(le)解，2023电(dian)(dian)台该批保(bao)(bao)护(hu)装置(zhi)(zhi)是2009年9月(yue)出(chu)厂，而现(xian)场(chang)拆开关(guan)柜(ju)(ju)包装时(shi)间是2010年6月(yue)，随高(gao)压开关(guan)柜(ju)(ju)运(yun)抵现(xian)场(chang)后，露(lu)天存(cun)放时(shi)间较长，对电(dian)(dian)子产品类的微机(ji)(ji)保(bao)(bao)护(hu)装置(zhi)(zhi)没(mei)有(you)适当的安(an)善存(cun)放。在未投运(yun)期间，没(mei)有(you)妥善库(ku)存(cun)的随柜(ju)(ju)微机(ji)(ji)保(bao)(bao)护(hu)装置(zhi)(zhi)，由(you)于受(shou)到海边空气(qi)盐雾、高(gao)温和(he)施工现(xian)场(chang)灰尘超标等(deng)环境因素的影响，致使微机(ji)(ji)保(bao)(bao)护(hu)装置(zhi)(zhi)中(zhong)芯片主板中(zhong)SST39SF020A芯片与PLCC44针(zhen)的座子等(deng)变形较大，接触不良和(he)芯片本体性能下(xia)降，从而影响了(le)(le)该批微机(ji)(ji)保(bao)(bao)护(hu)装置(zhi)(zhi)的性能。
虽然(ran)针对PCB板喷涂有合(he)格的(de)“三(san)防”油漆，但需要导(dao)电(dian)的(de)插(cha)接片是不能外敷三(san)防油漆。因此，不良的(de)储存措(cuo)施对微机保护(hu)装(zhuang)置的(de)影响就非常明显(xian)。据我(wo)公司历年统(tong)计，因仓(cang)储条件不合(he)格而导(dao)致微机保护(hu)装(zhuang)置内部芯片导(dao)电(dian)插(cha)按件受控的(de)工(gong)程(cheng)，大多发生在(zai)盐雾重(zhong)、化学污染重(zhong)和空气潮(chao)湿的(de)工(gong)程(cheng)现(xian)场。例如海南三(san)亚海军基地，越南雄伟水电(dian)站。
二、发生(sheng)瞬时故(gu)障
电缆(lan)或架空线路(lu)(lu)发生各种瞬时(shi)(shi)故障，导(dao)致(zhi)过流故障动作或线路(lu)(lu)短路(lu)(lu)故障动作（包(bao)括大电阻接地短路(lu)(lu)故障）。此(ci)类故障跳闸(zha)与保护装置的(de)正常保护动作。这类瞬时(shi)(shi)故障发生的(de)原因有几类：
1、户外架空线(xian)路(lu)发生的因鸟类、树枝(zhi)或(huo)大风(feng)导致(zhi)的短(duan)(duan)时(shi)(shi)碰(peng)撞而发生瞬时(shi)(shi)短(duan)(duan)路(lu)故(gu)障。由雷电(dian)(dian)引(yin)起的绝(jue)缘(yuan)子表面闪络、线(xian)路(lu)对树枝(zhi)放(fang)电(dian)(dian)、大风(feng)引(yin)起的短(duan)(duan)时(shi)(shi)碰(peng)线(xian)、通过鸟类身体的放(fang)电(dian)(dian)等原因引(yin)起的短(duan)(duan)路(lu)。这类故(gu)障由继电(dian)(dian)器(qi)保(bao)护动作(zuo)断开电(dian)(dian)源后，故(gu)障点(dian)的电(dian)(dian)弧自行熄(xi)灭、绝(jue)缘(yuan)强度重新恢复，故(gu)障自行消(xiao)除，此时(shi)(shi)，若重新合(he)上线(xian)路(lu)断路(lu)器(qi)，就能恢复正(zheng)常(chang)供电(dian)(dian)。
瞬时性(xing)故(gu)障(zhang)到底是跳Ⅰ段(duan)(duan)(duan)保(bao)(bao)护还是Ⅱ段(duan)(duan)(duan)是要(yao)看具体故(gu)障(zhang)点的(de)距(ju)离，一段(duan)(duan)(duan)保(bao)(bao)护只能保(bao)(bao)护本线(xian)路(lu)全(quan)长的(de)50%至(zhi)80%，二段(duan)(duan)(duan)保(bao)(bao)护可(ke)以保(bao)(bao)护本线(xian)路(lu)的(de)全(quan)长并伸入下段(duan)(duan)(duan)线(xian)路(lu)，Ⅰ段(duan)(duan)(duan)与Ⅱ段(duan)(duan)(duan)的(de)整定(ding)电流(liu)值也不同，不对称故障(zhang)都会产生零序(xu)分量(liang)，零序(xu)保护(hu)动(dong)(dong)作。要看此瞬时性故障(zhang)是否对称而言这类(lei)短(duan)障(zhang)一般都是短(duan)路电(dian)流大，速断动(dong)(dong)作故障(zhang)，故障(zhang)因素会快速消除，不影响重合闸送电(dian)。
2、盐雾闪烁等(deng)瞬时(shi)短路故(gu)(gu)障，这(zhei)类故(gu)(gu)障大多(duo)是短路电阻(zu)大，一(yi)般容易导致二段(duan)等(deng)过(guo)流动作。
3、电缆头(tou)或电缆绝缘(yuan)薄弱点(dian)放电等(deng)瞬(shun)时(shi)短(duan)路故障(zhang)。这(zhei)类故障(zhang)也多是(shi)短(duan)路电阻大的(de)瞬(shun)时(shi)故障(zhang)，一般容(rong)易导致(zhi)二段等(deng)过流动(dong)作。
三、变压器励磁涌流(liu)导致的动作跳闸(zha)故(gu)障。
受励磁(ci)(ci)电压(ya)的影响，即(ji)只要系统电压(ya)一(yi)有变动，励磁(ci)(ci)电压(ya)受到影响，就会产生励磁(ci)(ci)涌(yong)流。
当(dang)合(he)上断路器(qi)给变(bian)压器(qi)充电时，有(you)时可以看(kan)到变(bian)压器(qi)电流(liu)表的(de)指针(zhen)摆得很(hen)(hen)大，然后很(hen)(hen)快返回到正常(chang)的(de)空载电流(liu)值，这(zhei)个(ge)冲击电流(liu)通常(chang)称(cheng)之为励磁涌(yong)流(liu)。
当励磁(ci)电(dian)流大小达(da)到或(huo)超过(guo)保(bao)护整定值时，保(bao)护装置(zhi)将动作，此(ci)类故(gu)障动作为(wei)保(bao)护装置(zhi)的正(zheng)常保(bao)护动作。
励磁涌流特点如下：
1)涌流含有数值很大的高(gao)次谐波分量(主要(yao)是二(er)次和(he)三次谐波)，因此(ci)，励磁涌流的变化曲线为尖顶波。
2)励磁涌流(liu)的衰减(jian)常数与(yu)铁芯的饱(bao)和程(cheng)度有关(guan)，饱(bao)和越(yue)(yue)深，电(dian)抗越(yue)(yue)小，衰减(jian)越(yue)(yue)快(kuai)。因此，在开始(shi)瞬间衰减(jian)很快(kuai)，以后逐渐减(jian)慢，经(jing)0.5～1s后其值不超过(0.25～0.5)In。
3)一般情况下，变压器(qi)容量越大(da)，衰减的持续时间越长，但总的趋势是涌流的衰减速(su)度往往比短(duan)路电流衰减慢一些。
4)励(li)磁(ci)涌流(liu)的(de)数(shu)值(zhi)很大(da)，最(zui)大(da)可(ke)达额定(ding)电(dian)流(liu)的(de)8～10倍。当(dang)整定(ding)一(yi)台(tai)断路器(qi)控制(zhi)一(yi)台(tai)变压(ya)器(qi)时，其速断可(ke)按变压(ya)器(qi)励(li)磁(ci)电(dian)流(liu)来整定(ding)。
变压器的励(li)磁涌流的危害
A.励(li)磁涌流(liu)引发变压器的保护(hu)装置(zhi)误(wu)动作，使(shi)变压器的投运频(pin)频(pin)失败(bai)；
B.变(bian)压器出线短路故障切除时所产生的(de)电压突增，诱发变(bian)压器保护(hu)误动作，使变(bian)压器各侧全部停电，带不上负荷；
C.变压器投产生(sheng)的励(li)磁涌流，将(jiang)诱发邻近(jin)其他电站(zhan)等正在运行的变压器产生(sheng)励(li)磁涌流而(er)误跳闸，造成大面积停电；
D.数值很大的励磁涌流会导致(zhi)变压器及断路器因电动力过大受损(sun)；
E.励磁(ci)(ci)涌流(liu)(liu)中的(de)直(zhi)流(liu)(liu)分量导致电流(liu)(liu)互(hu)感器磁(ci)(ci)路被过度磁(ci)(ci)化而(er)大幅(fu)降低测量精度和(he)继(ji)电保(bao)护装置(zhi)的(de)正确动作率(lv)；
F.励磁(ci)涌流中的大量(liang)谐波(bo)对电网电能质量(liang)造(zao)成严重的污染。
四、长电缆(lan)感应的容(rong)性电流导(dao)致的动作跳(tiao)闸故障(zhang)。
电(dian)缆(lan)长(zhang)(zhang)度越(yue)(yue)长(zhang)(zhang)等值电(dian)容分(fen)布(bu)越(yue)(yue)大，就(jiu)会(hui)具有越(yue)(yue)大的放电(dian)容量。等值电(dian)容越(yue)(yue)大，控制电(dian)缆(lan)就(jiu)会(hui)越(yue)(yue)长(zhang)(zhang)，电(dian)容具有越(yue)(yue)长(zhang)(zhang)的放电(dian)时间，电(dian)阻回路就(jiu)越(yue)(yue)小，则(ze)电(dian)流衰减速度也就(jiu)更加缓慢。
当容性电流(liu)大(da)小达到(dao)或超(chao)过保护整定值时，保护装置将动(dong)作，此类故障(zhang)为(wei)保护装置的(de)正常动(dong)作。
预防措施：
1.设备到现场存储(chu)条件应(ying)符合要求，若不能(neng)及(ji)时投运，应(ying)将(jiang)产(chan)品及(ji)时通(tong)电，保持产(chan)品在干燥环境运行。
2.运行人员定期巡视(shi)，使(shi)用(yong)酒精清理(li)主板座(zuo)子上的灰尘(chen)与盐雾等，尤其是芯片(pian)座(zuo)子的检查(cha)，尽可能减少故障的发生。
更(geng)换(huan)为新的(de)芯片(pian)主板。现(xian)在(zai)我公司(si)现(xian)在(zai)出厂的(de)产(chan)品（含(han)装置主板）均已采用此类(lei)不带座子的(de)贴片(pian)式芯片(pian)，减少裸露的(de)接触点。此类(lei)新型芯片(pian)自身(shen)抗(kang)干扰与环(huan)境适应能力均有提高(gao)。
3.避免励磁涌流影响的措(cuo)施(shi)
3.1控(kong)制三相断路器合闸时(shi)间削弱励磁(ci)涌流
变压(ya)(ya)(ya)器磁(ci)(ci)(ci)通(tong)在(zai)(zai)(zai)合(he)(he)(he)闸(zha)(zha)(zha)(zha)电压(ya)(ya)(ya)角为(wei)(wei)0°时(shi)，磁(ci)(ci)(ci)通(tong)为(wei)(wei)最(zui)大(da)值，此时(shi)励(li)磁(ci)(ci)(ci)涌流(liu)也达到最(zui)大(da)值。在(zai)(zai)(zai)合(he)(he)(he)闸(zha)(zha)(zha)(zha)电压(ya)(ya)(ya)角为(wei)(wei)90°时(shi)（即电压(ya)(ya)(ya)峰(feng)值时(shi)）合(he)(he)(he)闸(zha)(zha)(zha)(zha)，磁(ci)(ci)(ci)通(tong)最(zui)小，励(li)磁(ci)(ci)(ci)电流(liu)也最(zui)小，一般不超过(guo)额定电流(liu)的(de)(de)2%-10%。因此，可在(zai)(zai)(zai)合(he)(he)(he)闸(zha)(zha)(zha)(zha)角为(wei)(wei)90°（即电压(ya)(ya)(ya)峰(feng)值时(shi)）时(shi)合(he)(he)(he)闸(zha)(zha)(zha)(zha)，来消弱励(li)磁(ci)(ci)(ci)涌流(liu)。经仿(fang)真计算可知，合(he)(he)(he)闸(zha)(zha)(zha)(zha)时(shi)间(jian)分散度为(wei)(wei)0.5ms 的(de)(de)情况下，励(li)磁(ci)(ci)(ci)涌流(liu)的(de)(de)幅值与(yu)三相(xiang)随机合(he)(he)(he)闸(zha)(zha)(zha)(zha)相(xiang)比(bi)，减少了94.4%。随着控制开关合(he)(he)(he)闸(zha)(zha)(zha)(zha)时(shi)间(jian)技(ji)术的(de)(de)不断发展，此种(zhong)方(fang)(fang)法(fa)是最(zui)易(yi)实现的(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)。
3.2 修改保护(hu)整定值躲开励磁涌流。
4.加强一次设备与外部输(shu)电线路的(de)巡(xun)视(shi)，防止(zhi)外来因素(su)的(de)干扰。
5.对于控制电(dian)缆(lan)的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)布电(dian)容(rong)来说，第(di)一，要尽可能将(jiang)二次电(dian)缆(lan)的(de)(de)长度控制在(zai)一定长度范(fan)围内，原则(ze)上不(bu)宜(yi)超过400m。第(di)二，不(bu)同用途的(de)(de)电(dian)缆(lan)应(ying)分(fen)(fen)(fen)开布置，以(yi)(yi)减少分(fen)(fen)(fen)布电(dian)容(rong)效应(ying)。另外，可以(yi)(yi)通过光纤通道传(chuan)送跳闸信号，以(yi)(yi)消除电(dian)缆(lan)的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)布电(dian)容(rong)效应(ying)（已在(zai)智能化变电(dian)站中实(shi)现）。
由于变电(dian)(dian)站基建(jian)完(wan)成(cheng)后，二次电(dian)(dian)缆长(zhang)度也随之确定下来，基本(ben)上不可改变，因此要改变电(dian)(dian)缆对地分(fen)布电(dian)(dian)容值(zhi)的(de)(de)(de)大小(xiao)是比(bi)较困难(nan)的(de)(de)(de)。另一个(ge)有(you)效的(de)(de)(de)防范措施(shi)是提高(gao)光耦或继电(dian)(dian)器的(de)(de)(de)动作电(dian)(dian)压。具(ju)体的(de)(de)(de)实(shi)施(shi)办法(fa)是对重要的(de)(de)(de)开入(ru)或出口(kou)回路加(jia)装大功率(lv)中间继电(dian)(dian)器，并保证中间继电(dian)(dian)器动作时间小(xiao)于20ms。只要选(xuan)择合适的(de)(de)(de)动作功率(lv)，就完(wan)全可以防止保护装置(zhi)误(wu)开入(ru)、误(wu)动作的(de)(de)(de)发(fa)生。
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