变电站自动控制系统馈线保护测控装置误报警故障分析

黄建辉

摘 要：科技的发展，变电站设备的更新，使得电力自动化控制已相当普及。自动化设备的维护在日常工作中显得尤为重要。该文就自动化控制中一类重要设备保护测控装置（NZB311）在实际工作中经常遇到的一个典型故障现象的判断和紧急处理进行阐述，最后对此类故障形成的原因进行深入分析。

关键词：变电站 自动化 保护测控装置 NZB3系列特点 一类典型故障 现象

中图分类号：TG580.6 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）12（a）-0003-02

随着科技不断发展，变电站设备不断改造更新，电力自动化控制作为改造方向已发展多年，目前自动化已相当普及。在日常维护、检修中，经常能碰到一些自动化控制方面的故障。自动化控制中有一个核心部件保护测控装置，它集保护、测量、控制、监测、通讯、事件记录、故障录波、操作防误等多种功能于一体。既可以和防误综合操作系统配合完成电站控制、保护、防误闭锁和当地功能，还可以独立成套完成110 kV及以下中小规模无人值守变电站或者作为220 kV及以上变电站中、低压侧的成套保护和测量监控功能。

现就自动化控制系统NZB3系列馈线保护测控装置的一类典型故障进行分析。

1 NZB3系列智能型保护测控装置介绍

NZB3系列智能型保护测控装置由正泰公司生产。这款产品是建立在通用平台上模块化设计的数字式机电保护产品，具有丰富的高性能保护功能，可就地安装在开关柜上或集中组屏使用，是电力自动化系统的理想组成部件。

特点：一体化设计，保护、控制、测量、监测功能一体化设计，使保护和监控之间做到“无缝连接”集成度高，简化整体系统接线，方便设计、施工，提高了整个系统的可靠性。

灵活的控制逻辑，设计独特的跳闸和控制方案，减少外部各类继电器、接触器，简化外部连线、节省盘面空间，降低总成本（内部电路板如图1所示）。

可以实现在线编程（ISP）、故障录波、自诊断功能。提供一个在线编程通讯接口，可以自由下载各种保护软件模块，一次系统图；再现记录历史事件64条，先进先出（FIFO）动态刷新，带有时间标记，掉电不丢失，有保存记忆功能。可将故障前后各种信息记录保存，记录长度为100个周波，为维护人员提供故障分析的直接依据。具备软、硬件实时自检、报警、在线检测装备内部温度功能。具有强抗干扰能力、故障率很低的特点。

2 馈线保护测控装置（NZB311）一类典型故障

2.1 故障现象

监控后台频繁报警，本地查看保护测控装置（综保），一次开关接线图频繁分合，与开关实际位置不符。

2.2 故障判断

测控装置误报警。有两种可能：（1）杂波干扰；（2）测控装置开入量和电源板电路故障。

2.3 故障处理

检查屏蔽情况良好，而且通讯接口信号相互并联，如果有干扰信号，所有保护测控装置应同时、同一部位被干扰，而实际为单一的馈线保护测控装置故障，故杂波干扰的可能被排除；检查X2（如图2）端子相关接线螺丝接触良好，插接部位紧固、无松动。于是更换开入量和电源电路板，观察开关一次接线图与开关实际位置相符，报警消失，运行正常。

2.4 故障分析

保护测控装置背板有3个端子排X1、X2、X3（如图2），分别对应模拟通道电路板（X1电路板）、开入量和电源电路板（X2电路板）、输出继电器电路板（X3电路板）。模拟通道主要进行取样和测量；开入量和电源电路板主要是断路器各种位置及状态取样，及主要提供测控装置所需各类低压直流电源；输出继电器电路板实现自动控制。由于故障现象为断路器位置不正确，由此可以判断此故障与X1电路板和X3电路板没有关系。着重考虑X2电路板电路（如图1）。

查看图纸，X2-1端子对应的为断路器位置，断路器在合位置，用万用表直流电压档测X2-1端子对公共端子X2-18电压为直流220 V（正常为220 V），说明断路器合闸位置开入量正常，因此测控装置端子板以外电路处理故障不用考虑。

拆下X2电路板，更换备份后显示正常，监控后台报警消失。对拆下X2电路板进行分析。X2电路板有18个端子，我们只研究第1个断路器位置开入量（其他端子原理一样），将其单独分离出来，其原理如图3。

正常情况：当高压断路器在开路状态时，断路器辅助开关DL断开状态（与断路器同步），从负极到正极（X2-18端子公共端）没有形成回路。光电耦合器输出端c、d相当于开关断开，对应于一次接线图断路器断开位置。

当高压断路器在闭合位置时，断路器辅助开关DL闭合状态（与断路器同步），DC220 V直接加在X2-1、X2-18端子上，R1、R2分压作用使得UR2大于发光二极管导通电压Uon。

即UR2=×U（U为直流220 V）；UR2≥Uon时，发光二极管中有电流流过，使发光二极管发光，光电耦合器左边形成通路。光敏元件受到光照后在三極管基极产生电流，使三极管导通，光耦合器输出端c、d相当于开关闭合，对应一次接线图断路器闭合位置。

故障情况下：在断路器辅助开关DL闭合状态，光电耦合器右侧3、4端没有导通没有形成正常运行情况下的对应关系。经过测量分析，X2-1、X2-18端子间电压正常，说明测控装置外部电路正常。那么故障只能在测控装置内部找了。

从最简单处入手测R1、R2电阻，测得R1=110 V，（R2在网孔中测量不准确，但和好备件比较是好的）与X2备用电路板R1进行比较，故障板电阻R1阻值由100 kΩ增大到了110 kΩ，由公式UR2=×U知R1增大，R2不变，分母增大即UR2减小，当UR2

用高精度100 kΩ的5环电阻更换损坏的电阻R1后，加电试验运行正常，至此故障原因找到（电阻阻值变大可能是设备长期在恶劣高温环下运行使其损坏，在今后的维护中对此加以重视、尽量选择质量好、精度高的元件）。

3 结语

变电站自动控制系统馈线保护测控装置误报警故障，是自动化控制过程中比较常见的一类故障。形成的原因比较复杂，在实际维护中维护人员要具体问题具体分析，不可生搬硬套。以上文章分析只是对特定故障分析、处理的一种思路，使维护人员在维护NZB3系列保护测控装置时，能够对这类故障更准确、快捷地做出判断、处理。

参考文献

[1] NZB3系列保护测控装置说明书[Z].