摘要：本文通过对一起由内存芯片故障，用于保护逻辑运算的C相电流被错误改写，导致110千伏1#线路保护误动跳闸事故进行详细分析，查找存在的问题及其原因，有针对性地提出杜绝此类事故重复发生的防范措施。
关键词：芯片故障；误动；查找问题；防范措施
2016年05月25日，110千伏1#线路两侧差动保护动作跳闸，站内中、低压侧分段备自投动作，未损失负荷。检查发现110千伏该变电站110千伏对侧线路保护装置内存芯片故障，用于保护逻辑运算的C相电流被错误改写，导致110千伏该线路保护误动。
一、事件经过
2016年05月25日11点22分26秒，110千伏110千伏1#线路两侧差动保护动作，站内中、低压侧分段备自投动作，未损失负荷。
运维人员到达现场检查发现，110千伏1#线路对侧保护装置SV灯闪烁，保护DSP采样值的C相一直显示存在较大的电流，电流幅值在0~6A之间不停变动（如图1所示）；保护装置跳闸灯无法复归，一直反复报“差动保护动作”。因线路两侧保护装置差动保护频繁动作，超过了保护装置存储记录极限值（218条），导致无法正常查阅两侧保护装置故障信息。
图1 保护装置C相存在异常电流显示
检修专业人员到现场后，分别检查110千伏母线保护装置、故障录波装置、网分装置、后台，均未发现110千伏某线路C相电流，在110千伏1#线路合并单元处测试仍无C相电流。对110千伏该线路对侧合并单元进行了抓包，发现合并单元发出的是三相母线电压，没有发出电流，结合其它装置上均无110千伏某线路C相电流，判断是保护装置故障，立即联系装置厂家。
2016年05月26日，装置技术人员到达对侧110千伏智能变电站变，对站内保护装置进行了全面检查测试。最后，发现“该公司CPU插件芯片故障，用于向iReSampleData中存放B相电压的指针无故发生偏移，从而导致存放用于保护逻辑运算的C相电流被错误改写。
根据ADSP-BF544BBCZ-5A芯片厂家结论，确认ADSP-BF544BBCZ-5A芯片发生了“软错误”现象，并提出了“改用低阿尔法材料封装的ADSP-BF548BBCZ-5AA芯片”装置升级措施。至于为何发生“软错误”，有待进一步分析确认。
基于以上分析，装置厂家研发人员在本司内搭建了与现场完全一致测试平台，采用调试工具人为更改CPU插件内存地址，调试结果与110千伏该线路现场完全吻合。该公司技术人员对110千伏对侧线路保护装置进行软重启，经各类测试未发现异常。
二、事故原因分析
图2 B相电压对异常内存地址数据的影响
（1）保护装置采用的ADSP-BF544BBCZ-5A芯片质量不高，投运不到一年就发生所谓的“软错误”，存放用于保护逻辑运算的C相电流被错误改写，导致110千伏该线路保护装置误动。
（2）保护装置C相电流异常原因认定
检查发现，用于存放保护逻辑运算C相电流缓存数据与B相电压采样值关联。施加B相电压时，保护C相电流会显示0~6A之间变化的值。通过测试仪改变B相电压大小时，该缓存内的数据会跟随B相电压采样值一起变化。图2为分别在B相上施加1V、10V和57.74V电压情况下，异常地址中对应SV报文中B相电压高16位的读值，其中1V的情况下，高位值的最大绝对值为2（0x0200），10V情况下为23（0x1700），57.74V情况下高位值最大值为136（0x78FF），该值的比率关系与1：10：57.74基本一致，导致存在细微差异的原因主要是数据样本有限以及低位截断。
综合以上分析，可以确认由于装置CPU插件ADSP-BF544BBCZ-5A芯片中，用于向iReSampleData中存放B相电压的指针偏移发生了单bit翻转，导致C相电流数据被篡改，导致保护装置C相电流异常，差动保护元件频繁动作。
（3）110千伏1#线路保护动作分析
110千伏1#线路差动保护动作时两侧故障录波波形图如图3、图4
图3 110千伏常规变电站故障录波器保护动作时刻波形
图4 110千伏智能变电站故障录波器保护动作时刻波形
通过图2与图3分析，在保护装置动作时刻，存在较大的系统扰动，在保护动作前，可以看到很明显的A、B、C三相电流变大过程，但通过两侧电流相位以及母线电压的变化，可以确认线路并未发生故障。通过110kV该线路常规站故障录波器中2号主变低压侧A、B、C三相电流增加（如图5），可以判断系统扰动由负荷增加引起。
图5 110千伏常规变电站故障录波器保护动作时2#主变变低1分支电流波形
在系统发生扰动的情况下，两侧装置同时满足起动条件，整组起动，而由于110千伏智能变110千伏某线路C相电流计算异常，导致两侧C相电流满足差动动作条件，差动保护满足动作条件动作。
三、采取措施
1.将该缺陷闭环督促厂家分别从软、硬件着手，进一步深入查找、分析该质量事件原因，尽快有针对性制定整改措施，并经验收确认后逐项实施，确保不发生类似事件。
2.排查故障装置，对已投运和尚未投运的进行逐项整改。
3.今后验收涉及安装施工、变电运行、专业管理、技术工程管理等各单位，明确职责范围、做好工作衔接、落实人员责任、实现闭环管理，努力做到工程“零隐患、零缺陷”投运。
论文作者:陈晓东
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/5
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