一起保护故障的原因分析与解决

(浙江昌泰电力开关有限公司,浙江 温州 325011)

1 引言

我们在10kV心湖环网柜工程中采用馈线保护装置REF615作为馈线保护。具体的REF615设备选型信息为HCFCACABANB2BAN1XD，详细配置为：

(1)具有三相过电流保护、接地保护、负序电流保护、断相保护、热过负荷保护、断路器失灵保护功能；

(2)具有自动重合闸、涌流检测、断路器合闸通过开关量输入信号实现联锁功能、跳闸回路监视、故障录波、三相电流测量、电流序分量、零序电流测量、零序电压测量功能；

(3)模拟量输入：4I(I01/5A)；

(4)开关量输入/输出：4BI+6BO；

(5)RS485通信接口，支持Modbus通讯协议；

(6)人机界面为大屏幕 LCD，支持中文和英文；

(7)辅助电源：48～250V DC,100～240V AC。

该馈线保护装置安装在环网柜的二次控制室的门上，如图1所示。

在出厂试验中，我们发现该馈线保护装置显示的A、B、C三相电流读数异常。经过多次反复测试，读数异常的情况始终存在。A相电流读数与B相电流读数大致相等，均略小于实际输入值；C三相电流读数数据大大低于实际输入值，仅为A相电流读数的一半左右；在实际输入值相同的情况下，ABC三相电流读数并不稳定，每次试验的结果略有差异。由于ABC三相电流测量是整个保护装置工作的基础，因此必须解决该问题。

图1

2 图纸与实际接线核对

首先，核对相关的电气接线原理图如图2所示。

取自电流互感器A相和C相的三相电流分别输入馈线保护装置REF615的接线端子X120-7，X120-8，X120-9，X120-10，X120-11，X120-12。没有零序电流输入。REF615的接线端子X120-13和X120-14悬空。从原理图上看，图纸无误。

接下来，我们逐一核对相关接线，接线完全正确。

图2

3 保护设置核对

首先核对保护装置的产品表示符，确定是REF615，无误；然后核对保护装置内部参数的设置，互感器变比与实物一致，保护功能设置也正确无误。

4 更改试验回路

虽然柜内接线和保护装置的设置均正确无误，但A、B、C三相电流读数仍异常，这种现象非常让人费解。为了缩小寻找问题的范围，我们决定临时更改接线。

(1)方案1：我们将保护装置与A、B、C三相电流输入无关的线路全部拆除，即仅保留端子排X120的7,8,9,10,11,12端子上的二次线。将试验装置的三相试验电流线分别与端子排X2的11,13,14相连，断开电流互感器上的二次线。这样接线的目的是将试验装置的三相试验电流输入到保护装置，防止无关接线回路的干扰。

将临时接线改好后，送入试验电流，发现A相电流读数与B相电流读数大致相等，均略小于实际输入值；C三相电流读数数据大大低于实际输入值，仅为A相电流读数的一半左右。故障依然存在。

(2)方案2：由于保护装置还可以输入零序电流，为了防范试验装置的接地电位与保护装置的零电位不同可能存在的影响。我们将试验装置的接地线和试验现场的接地线作为零序电流输入到保护装置中。将试验装置的三相试验电流线分别与端子排X2的11,13,14相连，断开电流互感器上的二次线。

将临时接线改好后，送入试验电流，发现A相电流读数与B相电流读数大致相等，均略小于实际输入值；C三相电流读数数据大大低于实际输入值，仅为A相电流读数的一半左右。故障依然存在。

(3)方案3：考虑到方案1和2是用试验装置的低压电流模拟电流互感器的二次输出电流，二者之间还是存在差异的。而保护装置的电流取样可能与实际输入的模拟电流波形等有一定关系。为了消除这方面的疑虑，我们改用大电流发生器，按照电流互感器的参数输入一次大电流。而电流互感器的二次线分别与试验装置的端子排X2的11,13,14相连。

将临时接线改好后，送入试验电流，发现A相电流读数与B相电流读数大致相等，均略小于实际输入值；C三相电流读数数据大大低于实际输入值，仅为A相电流读数的一半左右。故障依然存在。

(4)方案4：为了防范可能存在的方案1的二次线表皮绝缘不行导致的干扰，我们将保护装置上所有线路拆除，将试验装置的三相试验电流线直接接到保护装置的端子排X120的7,8,9,10,11,12端子。这样接线的目的是将试验装置的三相试验电流直接输入到保护装置，跳过一切不必要的连线。

将临时接线改好后，送入试验电流，发现A相电流读数与B相电流读数大致相等，均略小于实际输入值；C三相电流读数数据大大低于实际输入值，仅为A相电流读数的一半左右。故障依然存在。

(5)方案5：为了进一步缩小查找问题的范围，我们将保护装置从柜子上拆了下来，将试验装置的三相试验电流线直接接到保护装置的端子排X120的7,8,9,10,11,12端子。

将临时接线改好后，送入试验电流，发现A、B、C三相电流读数基本相等。故障消除。

方案4与5唯一的区别就是保护装置不再柜子上，其他条件完全相同，因此我们决定解剖保护装置。

图3

5 解剖保护装置

该保护装置(见图3)是由插件单元与外壳组成，见图4。

图4

拔起面板上的手柄至90°，直到手柄两侧的弹簧储能所释放。保护装置的插接单元被弹出壳体约7mm，连接器被分离(见图5)，这时从壳体中拔出保护装置的插接单元。

图5

图6

仔细查看了保护装置的内部(见图6)，里面没有任何异常。考虑到当保护装置不装在柜子上是一切正常，而装在柜子上时，即使外部接线不变，故障依然存在，我们考虑是保护装置安装出了问题。

6 故障的原因及解决

我们重新认真查看了该保护装置的安装手册，按照手册上的说明，嵌入式安装的方法如下：

(1)将保护单元的壳体用4个螺丝固定在柜体的面板开孔处，见图7；

(2)将保护装置的插件单元安装到保护装置的壳体中，见图8。

仔细检查了保护装置的实际安装情况，我们发现生产工人在安装保护装置的壳体时未按图8所示正确安装，而不是将保护装置前边框安装在柜体面板前面，而是将保护装置前边框安装到柜体面板的后面。

图7

图8

图9

这样导致的后果是：保护装置的插件单元与保护装置的壳体底部的插接件之间距离拉长1个板厚约2mm的距离，从而导致接触不良，导致读取的A、B、C三相电流值不准确，导致故障发生。

根据故障的原因，我们重新将保护装置的壳体按图8所示进行安装，并按正常柜体的接线重新接线，通入试验电流，发现保护装置读取的A、B、C三相电流值完全正确，至此，此故障得到完满解决。

[1]615系列3.0安装手册[Z].

[2]REF615_3.0操作手册[Z].

[3]REF615_技术手册[Z].

[4]REF615馈线保护测控装置产品指南[Z].