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摘要：根据某变电站110kV线路保护误动的故障录波数据，分析了该线路保护误动的原因。由于该线路保护测控装置过程层通信插件（NPI插件）回路中R404焊接接触不良，导致NPI插件接收到的报文有误码，使得错误的报文进入后续GOOSE报文发送流程，误发GOOSE跳闸报文，最终引起110kV线路断路器分闸和备自投保护动作。根据现场现场实际情况和误动原因分析，讨论了相应对策。
关键词：线路保护；GOOSE；通信插件
0 引言
本文结合一起现场运行过程中线路保护误发GOOSE跳闸报文，引起断路器误动分闸的实例，深入分析了误动的原因，并讨论了对应措施。
1 110kV线路保护误动实例
1.1 故障前运行方式
某110kV单母分段接线变电站电气主接线如图1所示。故障前1#主变单主变运行，1#进线开关745断路器、2#进线开关785断路器均在合位，母联710断路器在分位，处于热备用状态。110kV备自投处于桥自投运行方式，且满足充电条件。
1.2 相关保护装置型号及厂家
110kV745、785线路保护装置型号为WXH-811B，生产厂家为许继电气股份有限公司；745、785智能终端型号为PCS-222C-I，生产厂家为南瑞继保股份有限公司；745、785合并单元型号为UDM-502-GA06，生产厂家为上海思源弘瑞自动化有限公司。110kV备自投保护装置型号为WBT-821B，生产厂家为许继电气股份有限公司。
1.3 故障发生过程
2016年01月02日01时41分20秒512毫秒，某110kV变电站备自投保护装置启动，4501毫秒后跳开1#进线745断路器，5003毫秒后合上母联710断路器 ，备自投动作成功且动作逻辑正确。
保护班人员接到通知后，立即前往现场查看保护动作原因。经现场确认，110kV备自投保护装置动作正确，1#主变高后备保护有“高压侧PT失压告警”信号，后台机有“745断路器由合到分”的SOE信号且动作时间在失压告警信号之前，745线路保护无保护动作信号。根据现场相关保护动作和后台信号情况，初步判断为745断路器误动，导致110kV I母失压，备自投正确动作。经厂家提取报文后发现， 745线路保护装置误发GOOSE跳闸和GOOSE重合闸命令，引起745断路器无故障跳闸，最终导致备自投动作。
2 现场动作情况及原因分析
经现场后查看相关保护装置和后台动作事件记录，110kVⅠ段母线失压的时间为2016-01-02 01:41:20:511，1#主变高后备保护在同一时间发出了“高压侧PT失压告警”信号，站内故障录波器分析波形如图2。
由故障录波器分析波形可知，110kV母线电压发生畸变的时间为2016-01-02 01:41:20:490，与后台机Ⅰ段母线失压的时间吻合。同时，后台机保护动作事件记录有 “745线断路器由合到分”的SOE信号，动作时间为：2016-01-02 01:41:20:463，该时间在Ⅰ段母线失压信号时间之前（2016-01-02 01:41:20:511），如图3。由此可知，现场备自投动作是由于745线断路器分闸引起Ⅰ段母线失压，满足备自投动作条件。
同时，由图4故障录波器故障波纹分析可知，745线断路器跳闸时间为2016-01-02 01:41:20:410左右，与后台机的745线断路器SOE动作时间吻合，而备自投保护动作时间如图5，为2016-01-02 01:41:25.020左右，由此可知备自投保护装置发出745断路器分闸命令之前，745断路器已经处于分闸位置。
综上分析可知，某110kV变电站备自投保护动作的原因是由于745断路器分闸，造成110kVⅠ段母线失压，引起备自投保护动作。
经保护人员现场确认， 745线路保护装置无保护动作告警信号和动作事件记录。待厂家到达现场后，调取保护装置的事件记录、发送、接收报文的记录，对报文分析后发现745断路器分闸的原因是由于745线路保护装置发出了GOOSE跳闸和GOOSE重合闸命令。为了进一步证明745断路器跳闸原因，现场调出了南瑞继保745断路器智能终端接收的GOOSE报文，如图6，以及故障录波器接收的745线路保护装置发出的GOOSE跳闸和GOOSE重合闸命令的录波波形，如图7。
由图6和图7可以看出， 745断路器智能终端接收GOOSE跳闸和GOOSE重合闸命令的时间和故障录波器接收GOOSE跳闸和GOOSE重合闸命令一致，都为2016-01-02 01:41:25:410，由此可以充分证明745断路器分闸是由于745线路保护装置发出的GOOSE跳闸和GOOSE重合闸命令。745断路器同时接收到分闸和重合闸命令时，断路器只会分闸而不会重合。
综合以上分析可以得出结论，110KV 745线路保护装置误发GOOSE跳闸和GOOSE重合闸命令，导致745断路器分闸以及备自投保护动作。
3 许继WXH-811B线路保护装置误动原因分析
保护人员和许继公司技术人员结合现场动作情况和报文记录，初步怀疑745线路保护装置的过程层通信插件（NPI）故障，误发GOOSE跳闸报文引起误动。许继公司技术人员就WXH-811B线路保护装置误发GOOSE跳闸报文进行了现场信息收集、原因分析和故障模拟重现，最终确认了这一结论。
3.1 事故报文记录
事故发生时，745线路保护装置GOOSE压板为退出状态，保护装置没有记录出口信息，同时保护装置面板出口动作指示灯没有点亮。综合网络分析仪的网络报文记录、智能终端GOOSE接收报文记录、故障录波器的波形记录，发现保护装置有触发开关跳闸和重合闸的GOOSE变位报文，报文持续时间为64毫秒，导致745开关跳开。
3.2 线路保护装置数据处理流程
WXH-811B线路保护装置的过程层通信插件（NPI插件）的数据处理流程如图8所示。
3.3 现场装置内部记录
根据现场带回的WXH-811B线路保护装置的过程层通信插件（NPI插件），调取NPI插件内部变量记录，发现报文接收环节有误码记录，误码数量达到10357次，确认NPI插件数据接收出现异常。
3.4 故障点检查及原因分析
通过对NPI插件内部硬件检查，发现NPI插件接收报文的以太网回路中，电阻R404焊接接触不良，轻微触碰后即脱落。综合以上分析可知，现场WXH-811B线路保护装置误发GOOSE跳闸报文的原因为过程层插件NPI的以太网回路中电阻R404焊接接触不良，致使NPI插件接收到的报文有误码。
NPI插件报文的CRC校验为16位CRC校验，理论上16位CRC校验存在1/65536的概率出现数据重复，从而使得错误的报文进入后续GOOSE报文发送流程，引起装置误发GOOSE报文，导致745断路器跳闸以及备自投保护动作。
3.5 整改措施
联系许继技术人员现场更换745线路保护装置的NPI插件，在更换插件后，进行745线路保护传动试验，正确无误后将745保护装置投入使用。同时对许继同型号线路保护装置进行全面排查，必要时停用保护装置进行检查，确保其他同型号保护装置可靠运行。同时督促许继加强产品出厂质量管控，确保保护装置正确可靠动作。
4 结语
本文通过一起现场运行过程中线路保护误发GOOSE跳闸报文，引起断路器误动分闸的实例，深入分析了线路保护误动的原因。通过分析可知，由于WXH-811B线路保护装置过程层插件NPI的以太网回路电阻R404焊接接触不良，误发GOOSE跳闸报文，导致745断路器误动跳闸以及备自投保护动作；对保护装置NPI插件进行了更换，并对同型号线路保护装置进行全面排查，确保其他同型号保护装置可靠运行。
论文作者:车凯
论文发表刊物:《电力设备》2017年第7期
论文发表时间:2017/6/28
标签：报文论文; 断路器论文; 保护装置论文; 线路论文; 动作论文; 插件论文; 现场论文; 《电力设备》2017年第7期论文;