一例调度自动化RTU装置故障的分析

一、工作背景：

    我局在某35KV变电站准备投运一条10KV备用线路。该10KV线路在此一直处于停运状态。母线刀闸、线路侧刀闸处于断开位置，负荷开关也处于分位。现在准备将其投入运行，我们作投运前的保护和远动联合调试试验工作。

二、试验过程及出现故障的现象：

由于是两个班组同时进行的联和调试工作。我们首先进行的是各自班组的分步试验。保护班进行了测量仪表、指示灯具的检查、继电器的校验、开关把手的传动试验和重合闸试验。确保了二次回路侧的测量准确、操作动作正常。远动班组进行了交流采样的检查校验、遥控继电器的检查试验。并且作了在操作保险断开下的远程遥控试验，验证了遥控继电器的动作情况。确保了远动设备的正常运行。

在以上的工作基础之上我们开始了联合调试。首先，检查RTU设备的遥信（YX）工作情况。由保护班的同志操作开关把手。将开关分别操作到：开关合位和开关分位。站端和远程调度端均显示与开关的实际位置相符，这说明遥信（YX）所取的辅助节点位置与实际相符（否则只要将辅助节点由常开（闭）换为常闭（开）即可）。其次，对试验的开关通入试验电压和电流，读取的站端二次值、远程调度中心一次值经过折算后，与试验值完全一至，从而验证了调度终端设备RTU的测量系统工作良好。最后我们进行了远程遥控试验。主站调度端的远动工作人员首先发出了“合”开关的命令，返校成功、执行成功。站端一次开关被“合”上，指示灯红灯亮绿灯灭，显示合闸操作成功。可是没过2秒的时间，开关发出了跳闸的声音，并且开关指示灯显示红灯灭绿灯亮，开关“跳闸”。我们由于作过了分步试验，因此上对于该现象的出现。只是对二次侧线路做了简单的查线检查。然后，手动合上了该开关，该开关没有出现再次掉闸的现象。于是，我们又通知主站端远程遥控（YK）“跳开”开关，远方操作后，红灯灭绿灯亮，跳闸成功，没有重合现象。这证明从RTU到二次跳闸回路的完好性。当我们再次远方“合”该开关时上述现象再次发生。即：过2秒的时间左右，开关发出了跳闸的声音，并且开关指示灯显示红灯灭绿灯亮，开关“跳闸”。这下我们认识问题的复杂性和严重性。

三、现象的分析及解决

从故障的现象来看，开关掉闸和二次保护、远动都有关系。但是分步试验表明在各自的试验中各自的设备都没有问题，特别是二次设备自身的“分”“合”均无问题。因此虽然远动试验中没有发现问题，但是我们还是要从远动自身上找出问题的原因所在。应用排除法：远方遥控“合”命令肯定已经执行。否则开关不会合上，红灯也不会亮，排除远方遥控指令错误的可能。同时远方操作人员也确认只发过“合”命令，并排除了在其它远方工作站上有人操作的可能。因为本站其它10KV线路开关遥控均正常，又因为该变电站使用的是集中式RTU设备，遥控（YK）板，通讯板都是公用且唯一。因此排除了RTU设备的本身通信板、遥控板、通讯软件和遥控程序故障的可能，否则其它的线路和电容器遥控操作不会正常。而在分步试验中，RTU的遥控继电器工作良好，从而排除了遥控继电器自身的缺陷问题。看来所有有关的因素已经全部被排除了。那末问题究竟处在哪里呢？看来以往的经验已经无法解决该问题了，我们只能从该远动装置的遥控原理中去寻找答案了。该远动设备采用的是集中式，所有的遥控执行单元采取的是如下方式：首先，通过通信单元接受YK指令，通过主板控制和遥控板的筛选功能接通相应的遥控选线回路。遥控控制电源通过一个总的中间继电器和一个线路的单个控分或控合继电器来控制一条线路的开关动作。简化后的接线方式见下图：

（其中带箭头虚线部分是远动RTU装置遥控YK电路筛选的简化，两个“分“”合”继电器控制同一条10KV出线的二次开关控制回路部分）

从遥控选线的原理可以知道，当有遥控指令下达后，电路筛选部分或者选择“合”继电器动作或者选择“分”继电器动作。但是总中间继电器，只要有遥控指令下达其必然接通控制电源。通过结合试验中出现的现象，我们分析认为：总中间继电器、遥控选线部位的继电器及线路不会有问题，因为远动试验已经证明了这一点。由于合闸后开关自动掉闸，一定是RTU的掉闸回路和合闸回路之间存在问题。于是我们拆开了RTU的面板，卸下遥控选线电路板。经过仔细的查看发现，有一处印制板线与另一处相邻的印制板线之间存在极细的毛刺，并有烧黑的印记（图中被圆圈包围的部分）。初步断定问题就出在这里。于是，我们用电工刀将该毛刺部位刮掉并重新安装好电路板。再次从远方遥控该开关进行“合闸”试验。遥控执行成功，没有再次出现掉闸现象。

原来该故障是这样产生的：在遥控选线电路板上由于在同一个遥控单元的“分”“合”继电器控制回路之后有一个细小的短路点。由选线原理可知，每次遥控选线只能选择一条线路。虽然，存在一个短路点，但是由于短路点的位置比较特殊。因此上并不影响其它出线的遥控动作，因而其它10KV出线的遥控能正常工作。对于本短路点所在的开关，当其进行“跳闸”操作时总中间继电器接通，1ZF闭合，掉闸继电器控制的1FJ和2FJ接点闭合，跳闸二次回路被接通选中。因而远方“跳”闸操作成功，虽然合闸选线由于短路点的存在有电流通过，但是由于其电流较小和二次保护防开关跳合装置的原因，不会出现合闸现象（有关二次保护跳闸闭锁的图纸、原理本文不再绘出，请读者参看其它材料）。而一旦有远方“合闸”操作，总中间继电器首先被接通、1ZF闭合，同时“合”继电器选通，1HJ闭合接通二次回路，开关合上。但是，由于有短路点的存在，掉闸的二次回路也被接通，虽然短路电流很小，但是经过一定的时间依然会起作用，因此上开关很快就“自动掉闸”了。而此时合闸动作执行完成，总中间继电器断开，二次放电回路没有接通放电，因此开关不会被再次“合”。从以上分析可以同时看到，远动的常规实验是不会也不可能发现这一类故障的。

四、经验总结

通过这个例子我们认识到：单单靠经验工作是不够的。对于一个设备的运行而言，每一个设备试验环节都不能忽视，对待新设备更不能存在任何的依赖感，厂家的产品测试和设备自身的投运测试都应该重视。只有在摸清设备的工作原理的基础之上才能够更好、更快的在工作中处理解决好发现过的和没有发现过的问题，才能更好的为电力企业服务。