Page 36 - 电力与能源2022年第二期

1 3 6 杨龙涛, 等: 变电站继电保护设备隐蔽隐患的防控技术

有体积小、 效率高、 成本低、 自动化程度高等优点, 装时必须通过摇表检测绝缘, 然而对于大量微机
因此在工业控制领域大量采用。同时开关电源具 保护与自动化系统的弱电接口, 如网口、 232 、 RS-
有明显的缺点, 就是老化速度快, 可能给供电的设 485接口、 内部 5~24V 直流电源等, 很多也存在
备带来隐患。 板卡内部绝缘不良引发的隐患, 然而现有摇表的
开关电源输出端的滤波电容必须采用电解电 高电压无法测试这些精密弱电设备的绝缘, 这就
容, 电解电容高频损耗很大, 在高频电流作用下会 使得一些设备内部接地、 户外设备进水、 电缆受潮
发热以致老化干枯, 然而电解电容又不是突然损 等隐患很难定位。
坏的, 而是逐步老化, 这就导致了电源模块的滤波 1.4 互感器二次回路零相开路或接地异常
效果会逐年降低, 输出的纹波则会逐年增大。控 电压或电流互感器零相回路正常电流电压很
制保护板卡对电源的要求很高, 稍有波动就会导 低, 很多数字万用表检测不准, 也不能检测多点接
致程序出错跑飞, 当电源模块的纹波增大到一定 地问题, 一旦零相连线开路或多点接地, 发生事故
幅度时, 必然会对板卡的运行产生明显影响, 伴随 后将直接引起继电保护误动或拒动, 后果极其严
输出电压的失稳、 纹波、 内阻、 交流成分的增加, 很 重, 然而现有手段对此无能为力, 继电保护面板上
容易导致相关板卡的突发故障或死机, 甚至误发 的采样也不能很准确地反映零相情况。
跳闸闭锁指令 [ 8-10 ] 。然而现有技术无论是离线还 1.5 二次设备内部发热
是在线, 都没有对电源模块输出纹波进行检测的 随着电力行业的快速发展, 电气设备的热缺
技术, 使开关电源老化导致的隐患始终悬而未决。 陷问题也日渐棘手, 由之引发的事故增多, 不仅造
1.2 直流系统交流入侵 成了巨大的经济损失, 也带来了人身安全的问题。
遭受交流入侵后, 变电站直流系统的稳定运 如何更加精确地对电气设备进行温度测量和控制
行将受到极大的冲击。交流侵入后, 易引发直流 就显得尤其重要。继电保护板卡局部发热, 引发
系统故障接地, 这将严重影响整个直流系统甚至 设备损坏事故也偶尔发生, 然而对于种类繁多的
是变电站的安全运行。交流侵入导致的接地故障 二次设备, 要进行红外测温极其困难, 如果有一种
会导致保护设备拒动或误动, 从而导致更大的风 类似内窥镜的技术, 通过对装置散热孔等部位进
险。除此之外, 交流入侵还会一定程度地影响蓄 行窥探, 发现内部热点, 将能极大地提高二次设备
电池的使用寿命和检测装置的精确性。 运行的可靠性。
110V 直流系统交流入侵造成的开关跳闸、 1.6 测量回路信号干扰
换流站直流闭锁、 发电厂机组跳闸事故近年来接 由于继电保护系统自身的抗干扰性能较弱,
连发生, 造成多起严重事故。国网总部运检部已 给其准备的抗干扰措施不够充足, 一些外部的干
着手要求变电站、 换流站直流系统强制性加装交 扰经常会影响设备的正常运行, 导致其误动作, 给
流入侵检测装置, 并纳入精益化生产考核要求, 然 电网的安全运行带来了很大的隐患。二次电流电
而现有技术的交流入侵检测装置, 仅仅能检测直 压回路, 尤其是电压回路、 3U0 回路经常遇到干
流母线对地电压是否含有交流成分, 不具备稳定 扰, 如果此时借助一定的离线检测手段, 及时发现
直流母线对地电压的保护功能。大量案例表明, 这些现象的原因, 到底是互感器本身的原因, 还是
交流入侵导致的事故往往瞬时发生, 此时即使给 二次电缆的干扰, 会给故障的排除带来很大的方
出报警也为时已晚, 可见现有技术的交流入侵检 便。随着光伏逆变器大量接入电网, 高次谐波对
测装置效果极其有限, 不能从根本上解决交流入 测量回路的干扰也将日益剧烈。
侵导致事故的问题, 必须研制能够立即切除入侵
2 隐患分析与解决思路
交流电源的技术方案。
1.3 弱电系统绝缘异常 2.1 电源模块 / 插件老化
二次回路涉及众多设备,线路设计复杂,经 开关电源也具有明显的缺点, 就是老化速度
过一些错误接线等人为因素和不可避免的环境因 快, 可能给供电的设备带来隐患。然而现有技术

素影响,二次回路的绝缘问题往往很容易出现, 无论是离线还是在线, 都没有对电源模块输出纹
所以二次回路的绝缘测试尤为重要。二次回路新 波进行检测的技术, 使开关电源老化导致的隐患