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一例調度自動化RTU裝置故障的分析

一例調度自動化RTU裝置故障的分析

2012/5/10 20:11:11

一、工作背景:

    我局在某35KV變電站準備投運一條10KV備用線路。該10KV線路在此一直處于停運狀態。母線刀閘、線路側刀閘處于斷開位置,負荷開關也處于分位。現在準備將其投入運行,我們作投運前的保護和遠動聯合調試試驗工作。

二、試驗過程及出現故障的現象:

由于是兩個班組同時進行的聯和調試工作。我們首先進行的是各自班組的分步試驗。保護班進行了測量儀表、指示燈具的檢查、繼電器的校驗、開關把手的傳動試驗和重合閘試驗。確保了二次回路側的測量準確、操作動作正常。遠動班組進行了交流采樣的檢查校驗、遙控繼電器的檢查試驗。并且作了在操作保險斷開下的遠程遙控試驗,驗證了遙控繼電器的動作情況。確保了遠動設備的正常運行。

在以上的工作基礎之上我們開始了聯合調試。首先,檢查RTU設備的遙信(YX)工作情況。由保護班的同志操作開關把手。將開關分別操作到:開關合位和開關分位。站端和遠程調度端均顯示與開關的實際位置相符,這說明遙信(YX)所取的輔助節點位置與實際相符(否則只要將輔助節點由常開(閉)換為常閉(開)即可)。其次,對試驗的開關通入試驗電壓和電流,讀取的站端二次值、遠程調度中心一次值經過折算后,與試驗值完全一至,從而驗證了調度終端設備RTU的測量系統工作良好。最后我們進行了遠程遙控試驗。主站調度端的遠動工作人員首先發出了“合”開關的命令,返校成功、執行成功。站端一次開關被“合”上,指示燈紅燈亮綠燈滅,顯示合閘操作成功。可是沒過2秒的時間,開關發出了跳閘的聲音,并且開關指示燈顯示紅燈滅綠燈亮,開關“跳閘”。我們由于作過了分步試驗,因此上對于該現象的出現。只是對二次側線路做了簡單的查線檢查。然后,手動合上了該開關,該開關沒有出現再次掉閘的現象。于是,我們又通知主站端遠程遙控(YK)“跳開”開關,遠方操作后,紅燈滅綠燈亮,跳閘成功,沒有重合現象。這證明從RTU到二次跳閘回路的完好性。當我們再次遠方“合”該開關時上述現象再次發生。即:過2秒的時間左右,開關發出了跳閘的聲音,并且開關指示燈顯示紅燈滅綠燈亮,開關“跳閘”。這下我們認識問題的復雜性和嚴重性。

三、現象的分析及解決

從故障的現象來看,開關掉閘和二次保護、遠動都有關系。但是分步試驗表明在各自的試驗中各自的設備都沒有問題,特別是二次設備自身的“分”“合”均無問題。因此雖然遠動試驗中沒有發現問題,但是我們還是要從遠動自身上找出問題的原因所在。應用排除法:遠方遙控“合”命令肯定已經執行。否則開關不會合上,紅燈也不會亮,排除遠方遙控指令錯誤的可能。同時遠方操作人員也確認只發過“合”命令,并排除了在其它遠方工作站上有人操作的可能。因為本站其它10KV線路開關遙控均正常,又因為該變電站使用的是集中式RTU設備,遙控(YK)板,通訊板都是公用且唯一。因此排除了RTU設備的本身通信板、遙控板、通訊軟件和遙控程序故障的可能,否則其它的線路和電容器遙控操作不會正常。而在分步試驗中,RTU的遙控繼電器工作良好,從而排除了遙控繼電器自身的缺陷問題。看來所有有關的因素已經全部被排除了。那末問題究竟處在哪里呢?看來以往的經驗已經無法解決該問題了,我們只能從該遠動裝置的遙控原理中去尋找答案了。該遠動設備采用的是集中式,所有的遙控執行單元采取的是如下方式:首先,通過通信單元接受YK指令,通過主板控制和遙控板的篩選功能接通相應的遙控選線回路。遙控控制電源通過一個總的中間繼電器和一個線路的單個控分或控合繼電器來控制一條線路的開關動作。簡化后的接線方式見下圖:

 

 

(其中帶箭頭虛線部分是遠動RTU裝置遙控YK電路篩選的簡化,兩個“分“”合”繼電器控制同一條10KV出線的二次開關控制回路部分)

從遙控選線的原理可以知道,當有遙控指令下達后,電路篩選部分或者選擇“合”繼電器動作或者選擇“分”繼電器動作。但是總中間繼電器,只要有遙控指令下達其必然接通控制電源。通過結合試驗中出現的現象,我們分析認為:總中間繼電器、遙控選線部位的繼電器及線路不會有問題,因為遠動試驗已經證明了這一點。由于合閘后開關自動掉閘,一定是RTU的掉閘回路和合閘回路之間存在問題。于是我們拆開了RTU的面板,卸下遙控選線電路板。經過仔細的查看發現,有一處印制板線與另一處相鄰的印制板線之間存在極細的毛刺,并有燒黑的印記(圖中被圓圈包圍的部分)。初步斷定問題就出在這里。于是,我們用電工刀將該毛刺部位刮掉并重新安裝好電路板。再次從遠方遙控該開關進行“合閘”試驗。遙控執行成功,沒有再次出現掉閘現象。

原來該故障是這樣產生的:在遙控選線電路板上由于在同一個遙控單元的“分”“合”繼電器控制回路之后有一個細小的短路點。由選線原理可知,每次遙控選線只能選擇一條線路。雖然,存在一個短路點,但是由于短路點的位置比較特殊。因此上并不影響其它出線的遙控動作,因而其它10KV出線的遙控能正常工作。對于本短路點所在的開關,當其進行“跳閘”操作時總中間繼電器接通,1ZF閉合,掉閘繼電器控制的1FJ2FJ接點閉合,跳閘二次回路被接通選中。因而遠方“跳”閘操作成功,雖然合閘選線由于短路點的存在有電流通過,但是由于其電流較小和二次保護防開關跳合裝置的原因,不會出現合閘現象(有關二次保護跳閘閉鎖的圖紙、原理本文不再繪出,請讀者參看其它材料)。而一旦有遠方“合閘”操作,總中間繼電器首先被接通、1ZF閉合,同時“合”繼電器選通,1HJ閉合接通二次回路,開關合上。但是,由于有短路點的存在,掉閘的二次回路也被接通,雖然短路電流很小,但是經過一定的時間依然會起作用,因此上開關很快就“自動掉閘”了。而此時合閘動作執行完成,總中間繼電器斷開,二次放電回路沒有接通放電,因此開關不會被再次“合”。從以上分析可以同時看到,遠動的常規實驗是不會也不可能發現這一類故障的。

四、經驗總結

通過這個例子我們認識到:單單靠經驗工作是不夠的。對于一個設備的運行而言,每一個設備試驗環節都不能忽視,對待新設備更不能存在任何的依賴感,廠家的產品測試和設備自身的投運測試都應該重視。只有在摸清設備的工作原理的基礎之上才能夠更好、更快的在工作中處理解決好發現過的和沒有發現過的問題,才能更好的為電力企業服務。

審核編輯(
王靜
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