1、綜自保護系統電磁干擾故障

1.1 電磁干擾故障原因

35kV變電站綜自保護系統的電磁干擾主要包括外部干擾和內部干擾兩種。其中，外部干擾是指由于短路故障、雷電、高壓斷路器操作、高頻載波、電暈放電、臨近強電場感應等導致的電磁干擾。

通常外部干擾源是變電站綜合自動保護系統外部產生的，不能予以消除；而內部干擾則是由系統內部的相關結構、工作元器件、生產工藝等產生的。在干擾途徑方面，外部干擾一般是通過一、二次接線進入保護系統內部。因此在故障處理時要根據產生的原因和途徑進行針對性處理。

1.2 抗電磁干擾故障處理措施

1.2.1 技術隔離措施

(1) 模擬量隔離

35kV變電站的綜自保護系統所采集的大量模擬量都是來自整個綜自系統的電壓互感設備、電流互感設備，而電壓互感設備與電流互感設備都是處于強電回路當中，不能直接與綜自保護系統相連，必須在經過各種隔離變壓器處理之后方能被微機保護系統所采集。

而為了保護系統正常工作，必須在隔離變壓器的一、二次中間設置對應的隔離層、屏蔽層等，達到電場屏蔽的作用，避免高頻信號通過分布電容進入到綜自保護系統的各個響應部件當中，影響保護系統的正常動作。

(2) 開關量輸入、輸出隔離

35 kV變電站的綜自系統開關量輸入主要包括斷路器、隔離開關相應的輔助點等。通過開關量的輸入大部分是對斷路器、隔離開關等進行控制。而這些斷路器、隔離開關等都處于強電路當中，若將之與自動化系統直接相連，必將會造成較強的電磁干擾。因此，在設置過程中應該采用光電隔離、繼電器隔離等隔離防曬。

例如，在將開關量輸入至回路之前，針對信號的變換部分可以采取通信濾波的方式，保證在將開關量輸入到系統CPU之前進行隔離處理。通常，可以采用兩級光電隔離的方式，這樣可以達到較好的隔離效果。

另外，還應該在開關量的出口處、CPU信號輸入板的入口處分別設置一級光電隔離。而且針對開關量的輸出回路同樣采用諸如光耦合、繼電器等光電隔離措施。同樣，在設置隔離措施時，分別在開關量輸入口和CPU輸入板出口處設置兩級隔離措施效果較好。

1.2.2 設備接地隔離措施

(1) 一次系統接地方式

采用一次系統接地可以達到有效防雷的目的，確保綜自保護系統運行安全。但是，其將對二次系統的電磁容造成影響。若采用合適的接地措施，能夠達到減小開關場的瞬間電位升高目的，提高二次設備的兼容性。在處理一次系統接地問題時，要注意對引入瞬變電流的地方，采取映射多根接地線同時加密接地網的方式，降低由于順便電流導致的地電位升高以及接地網中存在的電位差。

(2) 二次系統接地方式

以保安接地為例，其主要是避免運行人員由于設備絕緣損壞、絕緣性能下降時造成的觸電危險問題，同時保證設備的安全運行。保安接地是對設備進行外殼接地，利用其達到防靜電、電擊的作用。因此，在保安接地過程中要對一次系統進行接地，并保證接線短、可靠。這樣能夠達到降低瞬變過電壓帶來的電磁干擾問題。

2、變電站自動通信報文丟包故障及處理

某變電站的自動通信系統采用南瑞科技NSC300的總控裝置作為變電站的核心控制設備，與變電站的二次設備相連實現自動化控制、保護功能。其中，35kV的保護系統中的保護裝置型號為RCS 9600系列。

2.1 存在的故障問題及原因

設備運行人員在運行過程中發現在對35kV保護系統內相關保護裝置發送遠程控制命、調取對應保護值時，偶爾會存在原承諾控制超時、保護定制獲得失敗、自動化遙控信息丟失等問題。但是，在運行過程中并沒有發現總控裝置出現通信終端的報警提示。該問題直接導致遙控信息的準確率不能達到100％。

針對該問題，在設備的運行檢測過程中，技術人員通過對35kV開關重復多次發送遙控命令，并在NSC300總控裝置上截取對應的報文進行分析，確定導致總控裝置與35kV保護系統之間出現通信故障的主要原因。

通過這種分析方式，認為在NSC300總控裝置接受到丟包的報文之后不出現告警信息，而是將之作為亂碼處理，進而導致兩者之間的報文丟包不能得到處理，導致總控裝置與保護系統之間出現通信異常問題。

2.2 故障處理方案選定

2.2.1 故障處理對策

對策一：通過增加設備的方式進行處理。即在35kV的第Ⅰ段保護室與第II保護室中分別設置一套新的NSC300總控接入保護裝置。然后利用以太網將之接入到NSC300總控裝置當中，解決報文丟失的問題；

對策二：對設備進行更換。在對35kV保護室中的相關保護裝置技能型更換之后，利用以太網將之接入到NSC300總控裝置當中，確保報文正常傳遞；

對策三：更新傳輸線路。在主控裝置與35kV保護室之間采用光纖進行通信，同時增加RS485光纖規約轉換器作為總控裝置的接入設備。

2.2.2 故障處理對策選擇

由于35kV保護室與主控裝置之間有兩個通信網絡，總控裝置與保護設備之間的連接采用屏蔽雙絞線連接，形成總線網絡。而總控裝置與測控裝置之間采用的是光纖連接，形成以太網網絡。

由于35kV保護室中的保護設備與測控裝置所采用的通信規約不同，因此不能采用將以太網直接接入的方式接入到測控裝置中，而需要通過總控轉換規約之后才能接入。技術人員在對上述解決方案分析之后，認為對策一和對策二都能夠采用，實施之后都能夠達到消除通信故障的效果。

但是，由于對策一新增的兩套測控裝置需要6萬元，而對策三在增加兩套RS485光纖規約轉換器之后，處理成本才0.3萬元。因此，從故障處理成本出發，最終選定對策三作為故障處理方案。

3、斷路器跳閘失靈故障及其處理

3.1 斷路器跳閘失靈故障問題

斷路器跳閘失靈的故障問題是變電站綜自保護設備多發故障之一，在發生事故的過程中將使得母線出現失壓問題，導致事故擴大，甚至整個綜自系統瓦解。由于故障過程中通過上一級電源的后備保護動作跳閘，導致整個事故范圍被擴大，嚴重破壞了整個系統的穩定性，使得設備出現損壞的程度加大。

斷路器跳閘失靈故障主要包括如下幾種形式：

(1) 設備運行過程中斷路器出現事故保護拒動或者保護動作時，斷路器拒跳。該故障發生之后，將出現越級跳閘問題，同時使得故障范圍擴大，而綜自保護系統的故障切除時間延長，最終導致整個系統穩定性受到影響，設備損壞程度加大。

(2) 運行監視出現異常，導致斷路器出現拒跳故障。

(3) 在對系統進行正常操作過程中，出現開關拒分問題。

3.2 斷路器跳閘失靈故障處理措施

3.2.1 出現事故時開關拒跳的故障處理措施

出現該故障時已經發生了越級跳閘問題，這時應該先將出現拒跳的問題開關隔離，將其他的設備恢復運行，保證整個供電網絡的其他部分正常供電，然后再對斷路器拒跳的原因進行分析。

根據運行經驗，認為在查找斷路器拒跳的原因時，可以根據故障開關是否有保護動作信號、故障開關的位置指示狀況、采用手動分閘時出現的故障現象等來確定故障范圍與原因。

(1) 沒有動作保護信號，在電動斷路器之前，由于開關位置指示燈正常，電動分閘動作能正常進行，這時出現保護拒動，導致故障的原因主要是：保護整定值出現不當以及漏整定、保護回路失電源、保護回路斷線等問題。

(2) 有保護動作信號，若斷路器的位置指示燈不亮，而且出現電動拒跳問題，這時故障原因可能是控制回路斷路或者是控制保險斷開；若斷路器位置指示燈正常，電動分閘動作正常時，主要是保護出口回路出現故障問題；若電動分閘出現故障，斷路器位置指示燈出現故障，則一般屬于機械機構動作故障，需要對設備物理結構進行分解。

3.2.2二次回路問題導致的斷路器跳閘失靈故障的處理措施

在設備正常運行過程中，出現斷路器位置指示燈不亮，并顯示為“控故障”信號，同時在事故發生過程中不能自動跳閘，這時要采取對應的處理措施，以免故障范圍擴大。

(1) 當不顯示“控故障”信號，而且發現指示燈紅燈不亮，則應該對插件的通電狀況進行檢查，確保電源正常工作，且指示燈沒有損壞。

(2) 當顯示“控故障”信號時，則應該對控制開關的通斷、接觸情況進行檢查，然后確認開關跳閘回路當中不會出現斷線、接觸不良等故障問題。

(3) 對于二次回路當中存在故障問題時，則可以根據檢查結果進行對應的故障處理：當可以短時間內自行處理時，應該及時采取處理措施；若不能在短時間內處理時，則應該將故障上報調度及商機相關管理部門，由專業檢修人員對故障技能型檢修，并采取故障隔離措施，防止事故范圍和成都的擴大。

本文編自《電氣技術》，標題為“35kV變電站綜自保護常見故障及對策分析”，作者為閆波。