NCS误发“5 314断路器弹簧未储能”信号异常分析

陈章

（安徽省马鞍山当涂发电有限公司，安徽 马鞍山243102）

1 引言

NCS为500kV升压站监控系统，其线路测控装置用于实时监测线路各参数，监视断路器、隔离开关等设备的状态及进行开关远方操作，是保证升压站设备正常运行的重要设备。大唐马鞍山当涂发电有限公司（以下简称当电公司）500kV升压站5 313及5 314线路采用北京四方继保自动化股份有限公司CSI－200EA系列数字式综合测量控制装置。CSI－200EA数字式综合测量控制装置主要用于变电站自动化系统，也可单独使用作为普通测控装置。装置按间隔设计，主要用于110 kV及以上电压等级。这类间隔包括：主变（高、中、低压）间隔、110kV出线间隔、220kV出线间隔、500kV出线间隔、母联间隔、旁路间隔、小间间隔等。文中介绍该装置在运行中发出“5 314断路器弹簧未储能”信号，实际就地检查发现系装置误报，为进一步了解测控系统并提高自身技术水平，特针对此异常展开分析过程及结论。

2 现象描述

2014年08月20日01：18－04：53NCS报警画面中多次出现“500kV新涂5 314线路断路器合闸弹簧未储能”报警信号，随即信号立即复归。经整理报警记录，动作报警时间没有具体规律，每次动作约经过100～200ms间隔后即信号复归。

3 原因分析

（1）接到运行报告出现该异常后，班组立即组织人员到就地查看，检查5052开关A、B、C三相储能正常，无异常现象。根据开关说明书的说明，开关储能信号由开关合闸储能弹簧的实际位置接点给出，并未经过信号继电器等元件的扩展，实际位置接点出现抖动现象的故障率极低，由此排除开关本体储能信号异常原因，确定异常为测控装置信号误发。

（2）从现象分析，报警动作无明显规律，但都能迅速复归。根据经验判断，该现象与回路接线松动造成的信号抖动异常现象非常相近，接线松动为重点检查项目。但分析图纸后排除该可能，查阅图纸发现该报警信号为常开接点信号，正常非报警状态回路断开，回路接闭时信号发出。而在该异常中，恰恰是回路存在短时接通造成信号误发，回路的接线松动不能达到该效果。

（3）从短时的回路接通造成信号误发的角度着手，检查发现5052开关中控箱内有潮气，会不会是结露造成回路间的短时短路的原因。仔细观察柜内情况，发现虽然有潮气，但结露现象并不严重，没有明显可能造成短路的迹象。该现象存在一定的安全隐患，但不能定为异常的主要原因，作为一个怀疑点参考。之后对柜内潮湿现象简单处理，并投入加热除湿器，进行观察，异常现象并未消失，潮湿不是异常的主要原因。

（4）检查人员在检查过程中留意到距离NCS线路测控屏柜不到0.5m位置有一台制冷空调，空调启动的瞬间，机体有极大的振动，连带距离较近的测控柜都有明显振动，根据异常的现象推测，怀疑是否与空调振动有关联。将该空调停机，开启另一台备用空调运行，进行观察。经4h连续运行，异常现象消失了，说明异常现象确实与空调启停有关系。

（5）虽然异常现象消失，但是空调的启动不可能直接影响到回路信号的异常，异常的真正原因并没有找到，组织人员继续深入分析原因，考虑空调影响设备的过程，与振动有密切关联，而振动在电气回路的影响主要就体现在接线端子的松动。问题的症结又一次集中在了接线松动上，但根据前面的分析，在常开回路中松动造成信号误发又不能满足逻辑。问题的查找似乎走入了一个死胡同。我们决定用试验的方法，模拟接线松动等状态，来查找问题。

（6）试验过程中，测量发现，信号公共端对地电压58V，“5 314断路器弹簧未储能”信号端对地电压0V，将信号线拆出后，端子上对地电压0V，电缆线芯上对地电压50V左右，拆线过程中报警信号未出现。将信号线接回端子，异常现象再次出现，报“5 314断路器弹簧未储能”，紧接着信号复归。接回信号线后，测量信号端子对地电压仍然为0V。对比其它无异常信号端，信号复归状态信号端对地电压为0V，信号动作状态信号端对地电压为58V。

（7）根据以上现象进行分析：①测控柜信号监视回路，由信号公共端提供58V正电源，由电缆引入就地元件，通过信号接点的动作导通，将正电源通过电缆信号线引回装置信号端，与装置内－58V负电源构成回路，使装置内监视元件动作，信号报警发出。当信号接点未动作时，信号线上无正电源，信号端与信号线对地电压为0V，信号报警复归。②“5 314断路器弹簧未储能”信号回路的电缆上存在感应电，当信号线接入信号端时，实际与装置内回路是接通的。而感应电的能很小，不足以驱动监视元件动作，信号线的电位被装置内回路拉低为0V。③当端子接线出现松动，信号线实际未可靠接入装置内时，由于就地信号接点同时处于断开状态，该信号线为一根悬空的电缆，由于电缆对地电容的效应，感应电在该信号线上集聚电荷，线芯对地电压高达50 V。④信号线重新接入装置的瞬间，因电缆对地电容集聚的感应电荷，对装置内回路放电，该放电的冲击驱动监视元件瞬时动作，报警信号立即发出。电荷能量释放完毕，信号即刻复归。⑤微机综合保护测控装置二次回路设计，主要完成交流电压电流输入、开关量输入输出、模拟量输入输出、保护跳闸及信号出口、通讯等接口回路的设计。设计的结果都反应在二次回路施工图上，无论是断路器柜厂家还是工程施工单位，都是按图施工，有问题的设计施工图纸必将带来元件安装、二次回路接线、设备标示等问题。有的问题在断路器和保护测控装置调试的时候能够发现，有的则可能还发现不了，等到运行中保护及二次回路出现问题，使保护误动或拒动，造成的影响和损失就扩大了。在设计中就发现了几个容易忽略的细节问题。

4 结论

（1）异常发生的主要原因是端子松动造成的。该设备为线路测控装置，平时设备停电机会较少，维护不够及时，端子存在松动现象。

（2）信号线芯内存在较高感应电是异常发生因素之一。

（3）中控箱内潮气较重，虽然不是异常发生的原因，却是严重的安全隐患。潮气较重的主要原因是柜门关闭方法不善，在柜门锁扣锁闭时，实际柜门下缘关闭不严，存在较大缝隙。

5 总结与措施

（1）立即组织人员对测控柜内的端子进行检查紧固工作。

（2）对于停电机会较少的同类设备，考虑制定完善的风险防控措施，在确保安全的情况下，开展带电维护工作，避免此类异常再次发生。

（3）给运行巡检人员及班组其他所有成员交待清楚，教会大家中控箱柜门的正确关闭方法，避免关闭不严的现象发生。

（4）在雨雪天气及气温变化较大时，加强对户外端子箱的检查工作。

（5）利用设备停电机会，对该回路的电缆绝缘进行检查。

［1］国家电力调度通信中心.电力系统继电保护实用技术问答［M］.2版.北京：中国电力出版社，1997：32、35、63、239、244.

［2］国家电力调度通信中心.电力系统继电保护规定汇编［M］.2版.北京：中国电力出版社，1997：45、91、215、387.