翻新时间:2023-08-07
抗干扰电容引起的保护故障分析
许多微机保护的模数变换回路采用了电压频率变换器(VFC)技术,为了提高VFC的抗干扰性能,多数情况下采用在VFC芯片的+15V、-15V电源,对地间DGND增加一个抗干扰电容,母庸置疑此抗干扰电容滤除了电磁干扰和电路中的高次谐波干扰,提高了VFC运行的稳定性。但是,由于此电容筛选不当,往往造成保护装置发生故障甚至误动或拒动,而此故障的表象往往不易被人发现,故障短时间内不能被处理,使一次设备长时间无保护运行,从而严重影响着电网的安全运行。本文根据两次抗干扰电容损坏的处理结果和方法,为保护人员提供了一个处理同类故障的快速便捷的办法。
1、异常故障
1.1 异常故障1
2、现场调查处理
2.1 异常故障1处理
因以前也出现过数据采集错误的情况,掉闸后重新投入后,就恢复正常,但这次掉闸后投入故障仍不消除。根据保护装置的技术说明书上所说,此故障为CPU板或VFC板有问题,应更换CPU板或VFC板,但现场没有同种型号的VFC板或CPU板。根据技术说明书上图纸和以往的处理故障经验:
对所有插件进行外观检查,未发现有开焊及烧灼现象;
电源检查:插入全部插件,将电源插件转插出来进行电压测量
⑶故障查找及处理:仔细查看模数变换插件原理图,即可发现+15V、-15 V对DGND间有一电容,用万用表高阻抗档测量,发现电容两端没有任何充电过程,且阻值为0,说明电容有短路情况,但VFC板的每一个VFC110芯片10脚与14脚之间都焊有电容1个,那么只有焊1个,测1个,最后发现有两个电容击穿短路。更换后,插上VFC板,电源恢复正常的+15 V,异常告警消除。装置恢复运行。
2.2 异常故障2处理
因CST-231A保护装置故障后,液晶屏无显示,所有指示灯灭,根据以往的经验,首先判断是装置电源损坏了。
⑵拔出所有插件,逐一进行外观检查,没有发现短路烧灼痕迹,印刷板正常。
⑶不急于更换电源插件,防止内部有短路,再次造成新的电源损坏,在拔出所有插件,保留转插电源板,接电,测试各输出电压+15 V、-15 V、+5 V恢复正常,说明电源插件良好未损坏。
⑷逐一推入VFC板、CPU板、跳闸板、信号板,并逐一断电接电,监视输出电压的测点,当推入VFC板给装置接电后,各输出电压+15 V、-15 V、+5 V均为0,液晶屏无显示,可以断定VFC板内部短路造成电源板内部保护电路动作,电源插件保护动作关闭电源。
⑷故障查找及处理同2.1中的⑶一样,损坏电容元件1个,更换后,插上VFC板“运行”灯指示正常,液晶屏显示正常,装置恢复运行。
3、故障分析
模数变换插件在d-b-z18对d-b-z16间(+15 V),d-b-z14对d-b-z16间(-15 V)并联抗干扰电容,对提高数据采集的正确性及抗干扰性起到了不容置疑的作用,但两次装置异常故障均出现在同一块板上,同一类型的电容元件上,而发生的现象两次不同,一次为可以发出报告,一次电压全无,说明电容元件发生短路后,一次电源插件的内部过流保护未动作,一次电源插件的内部过流保护动作,但电源内部的保护过流动作定值未做过试验,不便论述。这里反映出三个问题:
抗干扰电容筛选不当,耐压水平较低;
电源插件的过流保护存在着过流定值不一的问题;
采用电容器作为抗干扰措施简单实用,但也反映了它的弱点。
4、防范措施
根据这两次的故障现象和处理方法,我们对保护人员进行了培训,并备好质量可靠的电容元件,以便发生类似的故障时,迅速快捷的处理。
对采用此种抗干扰措施的保护装置,联系生产厂家,咨询电容器元件的质量情况,有必要的话,对此VFC插件进行更换。
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