案例简介(jie)：国家(jia)新闻(wen)出版广电总局2023电台自(zi)2011年(nian)3月至(zhi)2014年(nian)3月发生多次(ci)故障动作，除该变(bian)电站投(tou)运前瑞科派工程技术人员(yuan)到现(xian)场(chang)配(pei)合(he)调试外，在发生故障动作期间亦派工程技术员(yuan)于2012年(nian)和(he)2013年(nian)到现(xian)场(chang)进(jin)行了两次(ci)技术诊(zhen)断分析(xi)和(he)换件(jian)处理。现(xian)就现(xian)场(chang)故障动作归纳整理，初步分析(xi)如下：
一、装置正式送电投运前的不良存储导致(zhi)装置内部(bu)芯片(pian)主(zhu)板相关(guan)插按件性能下(xia)降(jiang)，导致(zhi)装置异常(chang)。
据了解，2023电(dian)台该批保(bao)(bao)(bao)护装(zhuang)置(zhi)是(shi)2009年9月(yue)出厂(chang)，而(er)(er)现场(chang)拆开关(guan)柜(ju)包装(zhuang)时(shi)(shi)间是(shi)2010年6月(yue)，随(sui)高压(ya)开关(guan)柜(ju)运抵(di)现场(chang)后，露天存放时(shi)(shi)间较长，对(dui)电(dian)子产(chan)品类(lei)的(de)微机保(bao)(bao)(bao)护装(zhuang)置(zhi)没有适(shi)当的(de)安善(shan)存放。在未(wei)投运期(qi)间，没有妥善(shan)库存的(de)随(sui)柜(ju)微机保(bao)(bao)(bao)护装(zhuang)置(zhi)，由于受到海边(bian)空气盐雾、高温(wen)和(he)施工(gong)现场(chang)灰尘超(chao)标等环(huan)境因(yin)素的(de)影响，致使(shi)微机保(bao)(bao)(bao)护装(zhuang)置(zhi)中芯片主板中SST39SF020A芯片与PLCC44针的(de)座子等变形较大，接触不良和(he)芯片本(ben)体性能下(xia)降，从而(er)(er)影响了该批微机保(bao)(bao)(bao)护装(zhuang)置(zhi)的(de)性能。
虽然(ran)针(zhen)对PCB板喷涂有(you)合格的(de)(de)(de)“三防”油漆，但需(xu)要导电(dian)的(de)(de)(de)插(cha)接片是(shi)不能(neng)外敷三防油漆。因此，不良的(de)(de)(de)储(chu)存措施对微机(ji)保(bao)护装置的(de)(de)(de)影响就非常明显(xian)。据我公司历年(nian)统计，因仓储(chu)条件(jian)(jian)不合格而导致微机(ji)保(bao)护装置内部芯片导电(dian)插(cha)按件(jian)(jian)受(shou)控的(de)(de)(de)工程，大(da)多(duo)发(fa)生(sheng)在盐雾(wu)重、化(hua)学污(wu)染(ran)重和空气潮(chao)湿的(de)(de)(de)工程现场。例如海南三亚海军基地，越(yue)南雄伟水(shui)电(dian)站。
二、发生瞬时故障(zhang)
电(dian)缆或架空线路(lu)发生各种瞬(shun)时故障(zhang)(zhang)，导致过流故障(zhang)(zhang)动(dong)作或线路(lu)短路(lu)故障(zhang)(zhang)动(dong)作（包括大(da)电(dian)阻接(jie)地短路(lu)故障(zhang)(zhang)）。此类(lei)故障(zhang)(zhang)跳(tiao)闸(zha)与保护装置的正常保护动(dong)作。这类(lei)瞬(shun)时故障(zhang)(zhang)发生的原因(yin)有几类(lei)：
1、户外架空(kong)线路发生的(de)因鸟(niao)类(lei)、树枝或大风导(dao)致的(de)短时碰(peng)撞(zhuang)而发生瞬时短路故(gu)障(zhang)。由雷电(dian)(dian)(dian)引(yin)起的(de)绝缘子(zi)表面(mian)闪络、线路对(dui)树枝放电(dian)(dian)(dian)、大风引(yin)起的(de)短时碰(peng)线、通过鸟(niao)类(lei)身体的(de)放电(dian)(dian)(dian)等原因引(yin)起的(de)短路。这类(lei)故(gu)障(zhang)由继电(dian)(dian)(dian)器保护动作断开电(dian)(dian)(dian)源后，故(gu)障(zhang)点的(de)电(dian)(dian)(dian)弧自行熄(xi)灭、绝缘强度(du)重新(xin)恢(hui)复，故(gu)障(zhang)自行消除，此(ci)时，若重新(xin)合上线路断路器，就能(neng)恢(hui)复正(zheng)常供电(dian)(dian)(dian)。
瞬(shun)时性(xing)故障到底是跳Ⅰ段(duan)保(bao)护还(hai)是Ⅱ段(duan)是要看具体故障点的(de)距离，一段(duan)保(bao)护只能(neng)保(bao)护本线路全长的(de)50%至80%，二段(duan)保(bao)护可以保(bao)护本线路的(de)全长并伸入下段(duan)线路，Ⅰ段(duan)与Ⅱ段(duan)的(de)整定电(dian)流值(zhi)也不同，不(bu)对称故障都(dou)会(hui)(hui)产生零序分量，零序保护动作。要(yao)看此(ci)瞬(shun)时性故障是(shi)否对称而言这类短(duan)障一般都(dou)是(shi)短(duan)路电流大，速断动作故障，故障因素会(hui)(hui)快速消(xiao)除(chu)，不(bu)影响重合(he)闸送电。
2、盐雾闪(shan)烁(shuo)等(deng)瞬(shun)时短路(lu)(lu)故障，这类故障大(da)(da)多是(shi)短路(lu)(lu)电阻(zu)大(da)(da)，一般容易(yi)导致(zhi)二段等(deng)过流动作。
3、电(dian)缆头(tou)或(huo)电(dian)缆绝缘薄(bo)弱点(dian)放(fang)电(dian)等瞬(shun)时(shi)短路故(gu)障。这类故(gu)障也多是短路电(dian)阻大(da)的瞬(shun)时(shi)故(gu)障，一般容易导致二段(duan)等过流(liu)动作(zuo)。
三、变压器励磁涌流(liu)导(dao)致的动作(zuo)跳闸故障(zhang)。
; 受励磁电压的影响，即只要(yao)系(xi)统电压一(yi)有变动，励磁电压受到影响，就会产生(sheng)励磁涌流。
当(dang)合上(shang)断路器(qi)给变压器(qi)充电(dian)(dian)(dian)时(shi)，有时(shi)可以看(kan)到变压器(qi)电(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)表(biao)的指针摆(bai)得很大，然后很快(kuai)返回到正常(chang)(chang)的空载电(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)值，这个冲击(ji)电(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)通常(chang)(chang)称之为励磁涌(yong)流(liu)(liu)。
当(dang)励磁电(dian)流大小达到或超过(guo)保护(hu)整(zheng)定值时，保护(hu)装置将动(dong)作(zuo)，此类故(gu)障动(dong)作(zuo)为(wei)保护(hu)装置的正常保护(hu)动(dong)作(zuo)。
励磁涌流特(te)点如下：
1)涌(yong)流含有数(shu)值很大的(de)高次(ci)(ci)(ci)谐波(bo)分量(主要是二次(ci)(ci)(ci)和三次(ci)(ci)(ci)谐波(bo))，因此，励磁涌(yong)流的(de)变化曲线为尖(jian)顶波(bo)。
2)励(li)磁(ci)涌流的(de)衰(shuai)(shuai)减常数与铁(tie)芯(xin)的(de)饱和程度(du)有(you)关，饱和越(yue)(yue)(yue)深，电抗越(yue)(yue)(yue)小，衰(shuai)(shuai)减越(yue)(yue)(yue)快。因此，在开(kai)始瞬间衰(shuai)(shuai)减很快，以后逐渐减慢，经0.5～1s后其值(zhi)不超过(0.25～0.5)In。
3)一般情况下，变压器容(rong)量越(yue)大，衰减(jian)的(de)持(chi)续时间越(yue)长(zhang)，但总的(de)趋势(shi)是涌流的(de)衰减(jian)速度往(wang)往(wang)比短路电(dian)流衰减(jian)慢一些。
4)励磁涌流的(de)数值很大，最大可达额定电(dian)流的(de)8～10倍。当整定一(yi)(yi)台(tai)断(duan)路器(qi)控(kong)制一(yi)(yi)台(tai)变(bian)压(ya)器(qi)时，其速断(duan)可按变(bian)压(ya)器(qi)励磁电(dian)流来整定。
变压器(qi)的励(li)磁涌(yong)流的危害
A.励(li)磁(ci)涌(yong)流引发变(bian)压器的保护装(zhuang)置误动作，使(shi)变(bian)压器的投(tou)运频(pin)频(pin)失(shi)败；
B.变(bian)压器(qi)(qi)出线短路故障切除时所产生的(de)电压突增，诱(you)发变(bian)压器(qi)(qi)保护误动作，使变(bian)压器(qi)(qi)各侧(ce)全部停(ting)电，带不上负荷；
C.变(bian)压(ya)器(qi)投(tou)产生的励磁涌流，将诱发(fa)邻近其他电(dian)(dian)站等正在运行的变(bian)压(ya)器(qi)产生励磁涌流而误跳闸，造成大面积停电(dian)(dian)；
D.数(shu)值很大的励磁涌流会导致变压器及断路器因电动力过大受损；
E.励磁(ci)涌流(liu)(liu)中(zhong)的直流(liu)(liu)分量导(dao)致电流(liu)(liu)互感器(qi)磁(ci)路被(bei)过度磁(ci)化而大幅降(jiang)低(di)测量精(jing)度和继电保护装置(zhi)的正确动作(zuo)率(lv)；
F.励磁涌流中的大量谐(xie)波对电网(wang)电能质量造(zao)成严重的污染。
;四、长电缆感应(ying)的(de)容(rong)性(xing)电流导致的(de)动(dong)作跳闸故障。
电缆长(zhang)(zhang)度越(yue)长(zhang)(zhang)等值电容分布越(yue)大，就会具(ju)有越(yue)大的放(fang)电容量。等值电容越(yue)大，控(kong)制电缆就会越(yue)长(zhang)(zhang)，电容具(ju)有越(yue)长(zhang)(zhang)的放(fang)电时间(jian)，电阻(zu)回(hui)路(lu)就越(yue)小，则电流(liu)衰减速度也就更加缓慢。
当容性电流(liu)大小达到或(huo)超过保(bao)护(hu)整(zheng)定值时(shi)，保(bao)护(hu)装置(zhi)将动作，此类故障为保(bao)护(hu)装置(zhi)的正常动作。
预防措施：
1.设备到现场存储条(tiao)件应符合要求，若不能及(ji)时(shi)投运，应将(jiang)产品及(ji)时(shi)通电，保(bao)持产品在干燥环(huan)境运行。
2.运行人员定期巡视，使用酒精(jing)清理主板座子(zi)上(shang)的灰尘与(yu)盐雾(wu)等，尤其(qi)是芯(xin)片(pian)座子(zi)的检(jian)查，尽可能减少故障(zhang)的发生。
更换(huan)为新的芯片主板。现在我公司现在出厂的产品(pin)（含装置主板）均已采用此类不带座子(zi)的贴(tie)片式芯片，减(jian)少裸露的接(jie)触点(dian)。此类新型芯片自(zi)身抗(kang)干(gan)扰与环(huan)境适应能力(li)均有提高。
; 3.避免励磁涌流(liu)影响的措(cuo)施
3.1控制三相断(duan)路(lu)器合闸时(shi)间削弱励磁涌流
变压(ya)器磁(ci)通在(zai)合(he)(he)(he)闸(zha)(zha)电压(ya)角(jiao)为0°时(shi)，磁(ci)通为最(zui)大(da)值(zhi)，此(ci)时(shi)励(li)磁(ci)涌流(liu)也达到(dao)最(zui)大(da)值(zhi)。在(zai)合(he)(he)(he)闸(zha)(zha)电压(ya)角(jiao)为90°时(shi)（即(ji)电压(ya)峰(feng)值(zhi)时(shi)）合(he)(he)(he)闸(zha)(zha)，磁(ci)通最(zui)小，励(li)磁(ci)电流(liu)也最(zui)小，一般不超过额定电流(liu)的2%-10%。因此(ci)，可在(zai)合(he)(he)(he)闸(zha)(zha)角(jiao)为90°（即(ji)电压(ya)峰(feng)值(zhi)时(shi)）时(shi)合(he)(he)(he)闸(zha)(zha)，来消(xiao)弱励(li)磁(ci)涌流(liu)。经仿真计(ji)算可知，合(he)(he)(he)闸(zha)(zha)时(shi)间(jian)(jian)分散(san)度为0.5ms 的情况下，励(li)磁(ci)涌流(liu)的幅(fu)值(zhi)与(yu)三相随(sui)机合(he)(he)(he)闸(zha)(zha)相比(bi)，减少(shao)了94.4%。随(sui)着控制开关合(he)(he)(he)闸(zha)(zha)时(shi)间(jian)(jian)技术的不断发展，此(ci)种(zhong)方(fang)法是最(zui)易实现(xian)的方(fang)法。
3.2 修(xiu)改保护整定值躲开励磁涌流。
4.加强一次设备与外部输电线(xian)路的巡视，防(fang)止(zhi)外来因素的干(gan)扰(rao)。
5.对于(yu)控(kong)制(zhi)电(dian)(dian)(dian)缆的分(fen)(fen)布电(dian)(dian)(dian)容(rong)来说，第一，要尽可能(neng)将二次(ci)电(dian)(dian)(dian)缆的长度(du)(du)控(kong)制(zhi)在一定长度(du)(du)范围内，原则(ze)上不宜超过400m。第二，不同用(yong)途的电(dian)(dian)(dian)缆应分(fen)(fen)开(kai)布置，以(yi)减(jian)少分(fen)(fen)布电(dian)(dian)(dian)容(rong)效应。另外，可以(yi)通(tong)过光纤通(tong)道传送跳闸信号，以(yi)消除电(dian)(dian)(dian)缆的分(fen)(fen)布电(dian)(dian)(dian)容(rong)效应（已在智能(neng)化变(bian)电(dian)(dian)(dian)站(zhan)中(zhong)实(shi)现）。
由于变电(dian)站基建完(wan)成后，二次电(dian)缆长(zhang)度(du)也随之(zhi)确定下来，基本上不可(ke)改变，因此要改变电(dian)缆对地分布(bu)电(dian)容值的(de)(de)(de)大小是(shi)比(bi)较困难(nan)的(de)(de)(de)。另一个(ge)有效的(de)(de)(de)防范措(cuo)施是(shi)提高光耦或继电(dian)器(qi)的(de)(de)(de)动(dong)作(zuo)电(dian)压。具体的(de)(de)(de)实(shi)施办法(fa)是(shi)对重要的(de)(de)(de)开入(ru)或出口回路(lu)加装大功率中间继电(dian)器(qi)，并保证中间继电(dian)器(qi)动(dong)作(zuo)时间小于20ms。只要选(xuan)择合适的(de)(de)(de)动(dong)作(zuo)功率，就完(wan)全可(ke)以防止(zhi)保护装置误(wu)(wu)开入(ru)、误(wu)(wu)动(dong)作(zuo)的(de)(de)(de)发生。
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