保積秀,楊文麗,李 艷
(國(guó)網(wǎng)青海省電力公司電力科學(xué)研究院,青海 西寧市 810000)
隨著智能電網(wǎng)的飛速發(fā)展,智能變電站作為智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ),已成為變電站建設(shè)發(fā)展的方向[1]。智能變電站是過(guò)程層、間隔層、站控層組成的三層兩網(wǎng)結(jié)構(gòu),以全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)功能集成化等作為最基本的要求,而合并單元作為過(guò)程層的重要設(shè)備,其運(yùn)行穩(wěn)定和可靠是變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提[2]。
合并單元主要由交流插件、采樣插件和數(shù)據(jù)發(fā)送插件組成,它的主要功能是配合互感器將采樣數(shù)據(jù)處理后傳輸給間隔層設(shè)備,以滿足間隔層二次設(shè)備對(duì)相關(guān)采樣數(shù)據(jù)精度的要求。本文通過(guò)介紹一起330 kV變電站合并單元故障引起的一條330 kV重要線路跳閘事件,分析了事故原因,為合并單元的專業(yè)檢測(cè)和運(yùn)行維護(hù)提供了參考。
2022年4月11日21:15:09分,青海某330 kV變電站一條330 kV線路A套線路保護(hù)裝置零序III段動(dòng)作跳開(kāi)本側(cè)斷路器,B套線路保護(hù)裝置未啟動(dòng)。如圖1所示。
圖1 線路保護(hù)裝置動(dòng)作報(bào)告
A套線路保護(hù)裝置動(dòng)作報(bào)告波形顯示C相保護(hù)電流突然消失,保護(hù)裝置動(dòng)作跳閘。B套線路保護(hù)裝置波形無(wú)異常。如圖2、圖3所示。
圖2 A套線路保護(hù)裝置波形
圖3 B套線路保護(hù)裝置波形
經(jīng)分析,故障時(shí)兩套保護(hù)裝置采樣電流值不一致,一套正常,另一套C相電流消失,導(dǎo)致保護(hù)出口斷路器跳閘。初步判斷,故障點(diǎn)可能在合并單元,進(jìn)而對(duì)合并單元進(jìn)行檢測(cè)。
檢測(cè)人員在實(shí)驗(yàn)室對(duì)合并單元及其采樣板卡進(jìn)行外觀檢查,并無(wú)明顯變形、燒蝕或影響裝置功能的異?,F(xiàn)象。如圖4所示。
圖4 采樣板卡正反面
對(duì)合并單元A、B、C三相持續(xù)加量,用錄波分析儀對(duì)合并單元輸出進(jìn)行錄波,發(fā)現(xiàn)C相無(wú)電流,A、B相電流正常。如圖5所示。
圖5 C相無(wú)電流波形
單獨(dú)對(duì)合并單元C相進(jìn)行持續(xù)加量,發(fā)現(xiàn)C相電流存在時(shí)有時(shí)無(wú)的現(xiàn)象,且無(wú)時(shí)間規(guī)律。如圖6、圖7所示。
圖6 C相電流出現(xiàn)波形
圖7 C相電流消失波形
在合并單元C相輸出電流消失后,對(duì)合并單元進(jìn)行輕微拍打晃動(dòng),發(fā)現(xiàn)其C相電流波形發(fā)生波動(dòng),且存在電流波動(dòng)后又恢復(fù)正常的現(xiàn)場(chǎng),A、B相電流一直正常。如圖8、圖9所示。
圖8 C相電流波動(dòng)波形
圖9 C相電流波動(dòng)后又恢復(fù)正常波形
在合并單元C相電流正常時(shí),對(duì)合并單元進(jìn)行輕微拍打晃動(dòng),發(fā)現(xiàn)其電流波形也會(huì)發(fā)生波動(dòng),初步判斷合并單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在接觸不良問(wèn)題。如圖10所示。
圖10 C相電流波動(dòng)波形
將交流輸入板卡NR1407拔出后,檢查外觀無(wú)異常,對(duì)合并單元集成板卡及交流輸入板卡間隔插頭進(jìn)行檢查,也未見(jiàn)異常。
取備用交流輸入板卡NR1407進(jìn)行測(cè)試,合并單元輸出正常,由此初步判斷為交流采樣板卡NR1407故障。如圖11所示:
圖11 備用板卡正常波形
對(duì)交流采樣板卡C相電流進(jìn)行反復(fù)加1 A電流測(cè)試,一直存在采樣板卡電流變換器電壓為0.063 V(正常電壓0.0618 V),采樣板卡背板插針處電壓為0.042 V的情況,判斷故障位置在電流變換器與背板插針之間。
進(jìn)一步拆除金屬擋板,對(duì)電流變換器與背板插針之間檢查。板卡內(nèi)共6路小互感器,其中前5路為小CT,第6路為小PT。小互感器外觀均完好,電流和電壓的輸入引線均完好,把座端子均安裝牢固、無(wú)松動(dòng)。
第3路(C相)小CT的電流輸入端為紅、黑引線,底部通過(guò)6個(gè)管腳焊接固定于印制板上。如果管腳4、6中任一管腳焊接不可靠,則小CT信號(hào)無(wú)法傳輸?shù)奖嘲?,裝置無(wú)法采集到電流。管腳定義如圖12所示:
圖12 小CT管腳定義圖
因此,對(duì)第3路(C相)小CT的焊點(diǎn)進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)管腳4的焊點(diǎn)存在虛接情況,管腳6焊接正常,無(wú)間隙,如圖13所示。
圖13 管腳4和管腳6的焊點(diǎn)情況
通過(guò)對(duì)合并單元的測(cè)試分析可知,造成此次事故的原因?yàn)榻涣鞑蓸影蹇娏髯儞Q器第3路(C相)小CT的管腳4與印制板焊盤接觸不良,合并單元輸出電流時(shí)有時(shí)無(wú),甚至出現(xiàn)電流突然消失的情況,導(dǎo)致保護(hù)裝置無(wú)故障跳閘。
為避免此類事故的再次發(fā)生,保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,建議:
(1)加強(qiáng)產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量流程管控,包括板卡焊接管控、單板調(diào)試管控、整機(jī)調(diào)試管控、整屏校驗(yàn)管控以及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試管控等,尤其對(duì)合并單元內(nèi)部小CT的選材、纏繞工藝、焊接等質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān),確保產(chǎn)品質(zhì)量管控全環(huán)節(jié)覆蓋。
(2)從現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試到設(shè)備運(yùn)行退役,運(yùn)維人員應(yīng)加大產(chǎn)品全生命周期質(zhì)量的關(guān)注力度,按產(chǎn)品的運(yùn)行年限可制定相應(yīng)的排查計(jì)劃,在定檢時(shí)著重檢測(cè)合并單元的采樣及輸出,確保保護(hù)裝置及自動(dòng)化設(shè)備所采集的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。