变电站综合自动化设备故障探讨

新疆生产建设兵团农四师电力公司目前运行的110kV变电站3座，35kV变电站18座，自1999年开始进行农网改造，并通过近几年农网完善工程的建设与改造，逐步改造自动化较低的老式35kV变电站，使35kV变电站全部采用了微机综合自动化系统装置。 

农四师电力公司35kV变电站综合自动化系统应用开始于1999年，先后选用了7个厂家的产品，由于初期选用产品质量与安装调试的经验不足，综合自动化装置在运行过程中曾出现过一些问题。通过与生产厂家的配合，出现的一些问题已得到解决。目前已达到稳定运行，特别是近几年农网完善工程实施，在新建和改造变电站选用的综合自动化产品的性能与质量有了很大提高，我们的安装调试经验也逐步得到了锻炼加强，运行维护人员的技术水平也在不断提高，使公司的变电站综合自动化系统发挥出更大的效益。 

变电站综合自动化系统自运行以来出现过一些问题，如部分变电站保护装置遭雷击损坏事故，保护设备信号误报较多，有些保护设备的通信芯片损坏率较高，工作主机死机现象较多，时常发生保护误跳闸，保护单元箱内的电流回路开路烧毁单元箱等问题。所存在的问题在厂家配合下现在已基本得到解决。为保证变电站综合自动化系统更好的运行，我们对变电站综合自动化系统的施工安装与运行维护中出现的问题进行原因分析和总结。 

2005年6月17日20时50分可克达拉35KV变发生过一次保护控制单元箱烧毁事故，保护屏与电力监测屏内综合自动化装置线路板被全部击毁，该单元箱邮寄回厂家维修，该站的其它单元箱也不同程度发生过类似烧坏部分线路板，都返回厂家维修，经过仔细分析检查，消除故障隐患，该站的保护单元设备再未发生此类故障。该故障的主要原因是，接入单元箱内的电流回路的公共端接地不良，同时有一相测量电流回路开路，造成电流端子上有很高的电压，为此多次烧毁单元箱。引起该故障隐患主要有：该站的电流互感器的二次回路接线不规范，从电流互感器引出二次电流有计量回路、保护回路、测量回路共四路电流回路，但是这四路电流回路的公共端在设备场的端子箱内并联成一根线引入主控室内的保护控制屏的电流端子上，在并接四个电流公共线到保护、计量、测量的电流回路，同时四个电流回路在保护屏的电流端子引出一个接地线，因电流端子接线较多，易造成导线在端子上接触牢固，容易造成电流回路接地不良。电流测量回路的开路主要是在设备场的电流回路导线在端子上没有压紧，端子松动，电流回路的导线接触不良，造成电流回路开路。该站使用的电流端子常发生烧坏事故，主要是该站使用的电流端子质量较差，常发生电流回路开路烧坏端子或保护设备。

2002年至2007年75团、76团、77团三个35KV变电站发生过13次雷击烧毁这三个35KV变电站直流屏上的充电模块和逆变电源装置事故，这三个站用照明灯都安装在避雷针铁塔中部，避雷针受雷击时，感应雷电流通过探照灯电源线引入交流屏后，又进入保护屏与电力监测屏从而引发事故。 

照明灯单独安装或将照明灯电源线套钢管并用绝缘子安装在避雷针铁塔上，再在铁塔与钢管之间安装放电间隙接闪器，并将钢管另行接地，这样也可起到一定保护作用。但这样做施工比较麻烦，投资也将增加，感应雷击处理不好仍会引发事故。 

为了防止雷击引起的事故，我们在新建变电站的交流屏电源母线上安装了三个低压避雷器，并在保护屏与电力监测屏电源线上安装电涌保护器，也可安装限压保护器。对新建变电站所选综合自动化装置内部电源线配置了过电压保护模块，采取以上措施之后，就可以有效防止因雷击引起的事故。对投运早的变电站综合自动化系统也采取防雷保护措施。 

对于农网改造初期建成的变电站综合自动化系统运行信号误报比较多，供货厂家每年都来人进行售后维护。我公司农网改造初期建成投运的变电站综合自动化系统信号电源大部分为直流24V，信号线、测量与控制电源线一起敷设在电缆沟内，距离都比较长，24V信号很容易受到干扰。由于为直流24V信号，可以在端子处接电容来吸收干扰，但这样会影响信号的变化速度。还有一种措施就是将信号电源由直流24V提高为直流220V，但对于已运行的信号电源为直流24V系统再提高为直流220V比较困难，只能从信号电缆屏蔽与接地上采取措施。对后期新建变电站的综合自动化系统信号电源订货技术要求为交流220V，这样它与控制电源为同一级电压，不仅施工方便，由于电压的提高抗干扰性能也就有较大提高。但在调试中发现，KVVP控制电缆线间电容比较大，这就要求信号电源为交流220V的变电站综合自动化装置信号输入口设计时要考虑到这一因素。

对于农网改造初期建成的变电站刀闸操作五防装置采用的是机械闭锁防护装置，该装置操作相对较复杂，机械闭锁装置的钥匙按照程序操作常打不开闭锁装置，机械锁容易生锈卡死，机构操作不灵活，故障率高，操作时间长。对新建的变电站刀闸操作五防装置采用的是微机五防锁防护装置，操作简单，方便灵活，故障率较低，操作时间长。

变电站有统一接地网，接地有防雷接地，电流回路接地，电压接地，工作与保护接地。综合自动化单元接地，以及KVVP控制电缆屏蔽层接地等。同过运行管理中总结出经验，对新建的变电站施工中我们严格要求执行电气设备技术安装规范，将各种接地引线分开，分别就近引到接地网。电流回路接地在保护屏集中后引向接地网。电压回路在电压互感器安装处引向接地网，控制屏屏蔽接地也在保护屏集中后引向接地网。综合自动化单元外壳保护接地也在保护屏集中后统一引向接地网。 

变电站综合自动化系统运行较早的站，在使用过程中主机常出现死机现象，现在计算机都采用Window操作系统，其内存由操作系统进行管理，由于部分生产家的系统软件二次开发技术不够成熟，无法对内存进行有效分配。计算机CPU运行速度越快，对内存芯片的质量要求就越高。在对内存读写过程中出现错误，就会因读不到文件或数据而出现死机，这时就要关机后再启动。出现死机的另外一个原因是利用主机进行其它工作占去了一些计算机的资源，甚至将病毒带入计算机的现象也时有发生。 

主机出现死机后及时进行处理，对变电站的运行不会带来太大的影响，但经常出现死机，或出现死机后处理时间过长，将影响变电站的安全运行。如果向调度传送的数据要由计算机进行处理，出现死机后影响就更大，所以死机现象应引起重视。 

无论工业计算机或普通计算机一定要选用原装机，因为原装机内存部件等都有固定配套厂家，而且都经过严格测试与筛选。临时组装的计算机往往会因为内存匹配不好引起死机。主机用于变电站值班，应尽量减少临时作为其它用途，更不能上网或玩游戏，以防止引入病毒而发生死机甚至破坏系统。 

农村电网以35kV与10kV架空线路供电为主，二者均属于小电流接地系统，10kV线路发生单相接地机率比较大。小电流接地系统发生单相接地仍然可运行一定时间，应及时进行报警与处理，我公司的部分变电站内安装了小电流接地选线系统。对新建变电站综合自动化单元本身具有单相接地保护功能，可动作于报警与跳闸，不需要跳闸时可以延时，其延时由0～99s可调，这样就可以减少一套小电流接地选线装置。 

10kV系统中性点不接地，其三相电流瞬时值之和为零，即其向量和为零，三相对地电容电流也基本相等。当发生单相接地后，接地相与地等电位，其电容电流为零，其它非事故两相对地电压升高为线电压，电容电流加大并经过大地由故障相流回母线，此时对地故障相三相电流瞬时之和不为零，利用零序电流互感器就可以检测出其大小。架空出线无法安装零序电流互感器，由电缆引出后再上架空线的出线虽然可在电缆引出线上安装零序电流互感器，但它处于室外，安装有一定困难，而且也增加了投资。 

变电站设计安装时，我们将保护设计为三电流互感器，利用三个星形接线的电流互感器中性线作为小电流接地选线系统或变电站综合自动化单元接地保护输入的输入信号。假设三个电流互感器的特性完全一致，其动作原理与安装零序电流互感器完全相同。实际工程中三个电流互感器特性不可能完全一致，这就会引起测量误差，投运后可通过变电站综合自动化单元测量出其误差，然后在最小运行方式下，人工进行单相接地，通过实验测出其单相接地电流，以此电流作为单相接地保护整定值，再加一定延时，以此来完成对单相接地保护的整定。变电站综合自动化单元单相接地有零序电压与零序电流两个判据，将10kV母线电压互感器开口三角电压接入变电站综合自动化单元的零序电压输入口，这样保护动作的可靠性就更有保证。 

通过几年来的施工调试与运行维护，在实际安装调试与运行维护的过程中，也是一个很好的学习与提高的过程。我们感到变电站综合自动化系统产品功能与质量虽然在不断改进提高，但在实际应用方面还存在一些需要改进的地方。有些产品功能比较多，如方向、距离、录波、减载等保护，它主要用于35kV以上的变电站，农网中很少用到，出厂前应将其退出，到现场后就不需要再进行处理。