案例簡介：國家新聞出版廣電總局2023電臺自2011年3月至2014年3月發(fā)生多次故障動作，除該變電站投運前瑞科派工程技術(shù)人員到現(xiàn)場配合調(diào)試外，在發(fā)生故障動作期間亦派工程技術(shù)員于2012年和2013年到現(xiàn)場進行了兩次技術(shù)診斷分析和換件處理。現(xiàn)就現(xiàn)場故障動作歸納整理，初步分析如下：
一、裝置正式送電投運前的不良存儲導(dǎo)致裝置內(nèi)部芯片主板相關(guān)插按件性能下降，導(dǎo)致裝置異常。
據(jù)了解，2023電臺該批保護裝置是2009年9月出廠，而現(xiàn)場拆開關(guān)柜包裝時間是2010年6月，隨高壓開關(guān)柜運抵現(xiàn)場后，露天存放時間較長，對電子產(chǎn)品類的微機保護裝置沒有適當(dāng)?shù)陌采拼娣拧Ｔ谖赐哆\期間，沒有妥善庫存的隨柜微機保護裝置，由于受到海邊空氣鹽霧、高溫和施工現(xiàn)場灰塵超標(biāo)等環(huán)境因素的影響，致使微機保護裝置中芯片主板中SST39SF020A芯片與PLCC44針的座子等變形較大，接觸不良和芯片本體性能下降，從而影響了該批微機保護裝置的性能。
雖然針對PCB板噴涂有合格的“三防”油漆，但需要導(dǎo)電的插接片是不能外敷三防油漆。因此，不良的儲存措施對微機保護裝置的影響就非常明顯。據(jù)我公司歷年統(tǒng)計，因倉儲條件不合格而導(dǎo)致微機保護裝置內(nèi)部芯片導(dǎo)電插按件受控的工程，大多發(fā)生在鹽霧重、化學(xué)污染重和空氣潮濕的工程現(xiàn)場。例如海南三亞海軍基地，越南雄偉水電站。
二、發(fā)生瞬時故障
電纜或架空線路發(fā)生各種瞬時故障，導(dǎo)致過流故障動作或線路短路故障動作（包括大電阻接地短路故障）。此類故障跳閘與保護裝置的正常保護動作。這類瞬時故障發(fā)生的原因有幾類：
1、戶外架空線路發(fā)生的因鳥類、樹枝或大風(fēng)導(dǎo)致的短時碰撞而發(fā)生瞬時短路故障。由雷電引起的絕緣子表面閃絡(luò)、線路對樹枝放電、大風(fēng)引起的短時碰線、通過鳥類身體的放電等原因引起的短路。這類故障由繼電器保護動作斷開電源后，故障點的電弧自行熄滅、絕緣強度重新恢復(fù)，故障自行消除，此時，若重新合上線路斷路器，就能恢復(fù)正常供電。
瞬時性故障到底是跳Ⅰ段保護還是Ⅱ段是要看具體故障點的距離，一段保護只能保護本線路全長的50%至80%，二段保護可以保護本線路的全長并伸入下段線路，Ⅰ段與Ⅱ段的整定電流值也不同，不對稱故障都會產(chǎn)生零序分量，零序保護動作。要看此瞬時性故障是否對稱而言這類短障一般都是短路電流大，速斷動作故障，故障因素會快速消除，不影響重合閘送電。
2、鹽霧閃爍等瞬時短路故障，這類故障大多是短路電阻大，一般容易導(dǎo)致二段等過流動作。
3、電纜頭或電纜絕緣薄弱點放電等瞬時短路故障。這類故障也多是短路電阻大的瞬時故障，一般容易導(dǎo)致二段等過流動作。
三、變壓器勵磁涌流導(dǎo)致的動作跳閘故障。
受勵磁電壓的影響，即只要系統(tǒng)電壓一有變動，勵磁電壓受到影響，就會產(chǎn)生勵磁涌流。
當(dāng)合上斷路器給變壓器充電時，有時可以看到變壓器電流表的指針擺得很大，然后很快返回到正常的空載電流值，這個沖擊電流通常稱之為勵磁涌流。
當(dāng)勵磁電流大小達到或超過保護整定值時，保護裝置將動作，此類故障動作為保護裝置的正常保護動作。
勵磁涌流特點如下：
1)涌流含有數(shù)值很大的高次諧波分量(主要是二次和三次諧波)，因此，勵磁涌流的變化曲線為尖頂波。
2)勵磁涌流的衰減常數(shù)與鐵芯的飽和程度有關(guān)，飽和越深，電抗越小，衰減越快。因此，在開始瞬間衰減很快，以后逐漸減慢，經(jīng)0.5～1s后其值不超過(0.25～0.5)In。
3)一般情況下，變壓器容量越大，衰減的持續(xù)時間越長，但總的趨勢是涌流的衰減速度往往比短路電流衰減慢一些。
4)勵磁涌流的數(shù)值很大，最大可達額定電流的8～10倍。當(dāng)整定一臺斷路器控制一臺變壓器時，其速斷可按變壓器勵磁電流來整定。
變壓器的勵磁涌流的危害
A.勵磁涌流引發(fā)變壓器的保護裝置誤動作，使變壓器的投運頻頻失敗；
B.變壓器出線短路故障切除時所產(chǎn)生的電壓突增，誘發(fā)變壓器保護誤動作，使變壓器各側(cè)全部停電，帶不上負荷；
C.變壓器投產(chǎn)生的勵磁涌流，將誘發(fā)鄰近其他電站等正在運行的變壓器產(chǎn)生勵磁涌流而誤跳閘，造成大面積停電；
D.數(shù)值很大的勵磁涌流會導(dǎo)致變壓器及斷路器因電動力過大受損；
E.勵磁涌流中的直流分量導(dǎo)致電流互感器磁路被過度磁化而大幅降低測量精度和繼電保護裝置的正確動作率；
F.勵磁涌流中的大量諧波對電網(wǎng)電能質(zhì)量造成嚴重的污染。
四、長電纜感應(yīng)的容性電流導(dǎo)致的動作跳閘故障。
電纜長度越長等值電容分布越大，就會具有越大的放電容量。等值電容越大，控制電纜就會越長，電容具有越長的放電時間，電阻回路就越小，則電流衰減速度也就更加緩慢。
當(dāng)容性電流大小達到或超過保護整定值時，保護裝置將動作，此類故障為保護裝置的正常動作。
預(yù)防措施：
1.設(shè)備到現(xiàn)場存儲條件應(yīng)符合要求，若不能及時投運，應(yīng)將產(chǎn)品及時通電，保持產(chǎn)品在干燥環(huán)境運行。
2.運行人員定期巡視，使用酒精清理主板座子上的灰塵與鹽霧等，尤其是芯片座子的檢查，盡可能減少故障的發(fā)生。
更換為新的芯片主板。現(xiàn)在我公司現(xiàn)在出廠的產(chǎn)品（含裝置主板）均已采用此類不帶座子的貼片式芯片，減少裸露的接觸點。此類新型芯片自身抗干擾與環(huán)境適應(yīng)能力均有提高。
3.避免勵磁涌流影響的措施
3.1控制三相斷路器合閘時間削弱勵磁涌流
變壓器磁通在合閘電壓角為0°時，磁通為最大值，此時勵磁涌流也達到最大值。在合閘電壓角為90°時（即電壓峰值時）合閘，磁通最小，勵磁電流也最小，一般不超過額定電流的2%-10%。因此，可在合閘角為90°（即電壓峰值時）時合閘，來消弱勵磁涌流。經(jīng)仿真計算可知，合閘時間分散度為0.5ms 的情況下，勵磁涌流的幅值與三相隨機合閘相比，減少了94.4%。隨著控制開關(guān)合閘時間技術(shù)的不斷發(fā)展，此種方法是最易實現(xiàn)的方法。
3.2 修改保護整定值躲開勵磁涌流。
4.加強一次設(shè)備與外部輸電線路的巡視，防止外來因素的干擾。
5.對于控制電纜的分布電容來說，第一，要盡可能將二次電纜的長度控制在一定長度范圍內(nèi)，原則上不宜超過400m。第二，不同用途的電纜應(yīng)分開布置，以減少分布電容效應(yīng)。另外，可以通過光纖通道傳送跳閘信號，以消除電纜的分布電容效應(yīng)（已在智能化變電站中實現(xiàn)）。
由于變電站基建完成后，二次電纜長度也隨之確定下來，基本上不可改變，因此要改變電纜對地分布電容值的大小是比較困難的。另一個有效的防范措施是提高光耦或繼電器的動作電壓。具體的實施辦法是對重要的開入或出口回路加裝大功率中間繼電器，并保證中間繼電器動作時間小于20ms。只要選擇合適的動作功率，就完全可以防止保護裝置誤開入、誤動作的發(fā)生。
