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ABB 高压设备的现场应用及故障分析王臻（湖南华菱湘钢宽厚板厂）摘要：本文重点介绍了湘钢宽厚板厂ABB 高压设备的现场应用及动作原理，针对近年来出现的高压设备常见故障，结合可能的故障因素,通过解体检查，对其内部结构进行了研究分析。
全面描述了高压设备的常见故障处理方法，对现场人员正确检查分析处理同类隐患故障具有一定的指导作用。
关键词： ABB 高压设备 解体检查1前言高压设备是电力电网中的主要组成部分，对电网安全运行影响极大。
为了保障电网的安全运行，如何准确快速判断高压设备故障，有针对性地进行故障排除，需对其进行内部结构及动作原理深入研究，掌握典型故障的成因。
本文就本公司内应用较广的ABB 高压设备在宽厚板厂出现的典型故障成因进行分析并就处理方法进行说明。
2 ABB 高压设备的现场应用及工作原理 2.1 ABB 高压设备的现场应用 宽厚板厂选用ABB 高压成套公司的A B B -U n i G e a r 型高压开关柜，柜体为组装式结构，分四个单独的隔室：手车室、主母线室、电缆室、继电器仪表室。
配套应用ABB 公司VD4真空断路器（见图1），主要由合分闸单元及机械传动，辅助单元构成。
图1 ABB 高压断路器内部结构2.2.高压真空断路器主要部件的工作原理储能动作： 由储能电机或手动储能部件通过操作传动轴承带动链轮转动，达到储能的目的。
合/分闸动作：储能到位后，按手动合闸按钮推动手动合闸弯板转动，合闸线圈闭合动作，通过连杆传动机构及绝缘拉杆带动真空灭弧室的导电杆向上运动，完成合闸动作。
同时完成满足分闸动作的机械储能。
按手动分闸按钮推动脱扣弯板转动，或分闸线圈闭合动作，导电杆向下运动，完成分闸动作。
3高压设备典型故障类型及分析处理宽厚板厂ABB 高压设备自2005年投入运行以来，多次发生故障，主要体现在以下两大类型：（1）运行过程中合分闸动作，工作阻力较大，两侧弹簧受力不均，联动机构容易出1： 合闸线圈Y32 ：分闸线圈 Y2 3： 多组整流桥 4 ：储能电机1234现卡阻或者断裂现象，断路器合不上闸。
几种高压直流线路保护浅析摘要：本文对高压直流输电线路的几种基本线路保护进行了介绍，对保护原理进行了简要分析。
关键词：直流线路保护、纵差保护、行波保护、突变量和欠压保护。
0引言高压直流输电近年在我国得到了飞速发展，直流线路保护是高压直流线路稳定运行的重要保障，线路保护的正确动作以及动作后再启动程序的正确执行关系到直流系统的稳定运行。
1 直流线路保护介绍1.1 直流线路行波保护（1）行波保护：根据波理论，电压和电流都可以看作以接近于光速向两个方向传播的行波。
当接地故障发生时，电压的突然下降会在线路中造成很大的能量释放，这些能量以波的形式进行传播，所以如果能检测到波的变化，就能检测到故障。
当接地故障发生后，一部分故障电流在线路中传播，一部分故障电流进入大地，所以引入了极波和地波的概念：Wpm=IDL×Zpm-UDL Wgm=IDN×Zgm-UDN 程序通过周期性的比较极波来判断是否发生了接地故障。
如果在某点检测到当时的极波与前两个周期的极波的差值超过了门槛值，然后就以一定的延时再进行三次比较，如果这三次的差值也超过了门槛值，就认为检测到了接地故障。
通过检测地波是增加还是减少，来区分是本极故障还是另一级故障。
（2）ABB行波保护判据基本原理当直流线路上发生对地短路故障时，会从故障点产生向线路两端传播故障行波，两端换流站通过检测极波b（t）＝ID·γ－UD（式中：γ为直流线路的极波阻抗，ID和UD分别为整流侧直流电流和直流电压）的变化，即可检知直流线路故障，构成直流线路快速保护；另一方面，故障时两个接地极母线上的过电压吸收电容器上会分别产生一个冲击电流，利用该冲击电流以及两极直流电压的变化即可构成所谓地模波，根据地模波的极性就能正确判断出故障极。
1.2线路差动保护原理图1在图1的系统图中，设两侧保护的电流IM、IN以母线流向被保护的线路方向规定为其正方向。
以两侧电流的相量和作为继电器的动作电流Id，Id=│I&M+ I&N│，该电流有时也称做差动电流。
高电压直流输电线路的故障诊断与维护技术随着电力系统的快速发展，直流输电技术在输电领域的应用也越来越广泛。
高电压直流输电线路作为直流输电技术的骨干，其应用也得到了广泛推广。
然而，在高电压直流输电线路运行过程中，经常会出现各种各样的故障，这些故障有可能会影响整个电力系统的运行效率，甚至会导致电力系统的瘫痪。
因此，高电压直流输电线路的故障诊断与维护技术的研究显得尤为重要。
一、高电压直流输电线路的故障类型高电压直流输电线路故障类型较多，主要包括：1. 线路过载故障：由于输电负荷超过极限或变电站故障，使电流过大，导致线路过载故障。
2. 线路短路故障：线路出现短路，电流突然增大，导致线路烧毁，甚至引发火灾事故。
3. 地击故障：由于气象条件、接地电阻等原因导致线路发生地雷击，使电压振荡，导致设备损坏。
二、高电压直流输电线路的故障检测技术针对高电压直流输电线路的故障，近年来，研究人员开发了多种故障检测技术，包括：1. 频域分析法：利用傅里叶变换等方式，将信号在频域上表征，以便检测故障。
2. 时域分析法：利用时间序列等方式，在时间域上表征信号，以便检测故障。
3. 统计分析法：利用统计学方法对信号进行处理，分析信号的特征，以便检测故障。
4. 人工智能算法：通过机器学习等方式，自动分析信号特征，以便检测故障。
不同的技术在不同的场景下都有自己的优势和不足之处，需要结合具体情况进行选择。
三、高电压直流输电线路的维护技术高电压直流输电线路的维护包括预防性维护和故障维护。
预防性维护主要包括以下措施：1. 定期巡检：每年对输电线路进行一次全面巡检，发现问题及时修复。
2. 状态评估：通过不同的测试手段，发现设备的使用寿命，及时更新设备。
3. 动态监测：实时监测线路的运行状况，及时发现异常情况。
故障维护则需要针对不同的故障类型进行不同的处理方案，如短路故障需要及时切断电源，清理短路点等。
而针对线路的地雷击问题，则需要加强接地检测，及时发现接地故障。
祁韶±800 kV特高压直流输电工程两种故障重启动逻辑研究徐浩;侍乔明;欧阳帆;刘海峰;梁文武;张磊;李辉;龚汉阳【摘要】为提高直流系统的可用率和运行效率,祁韶±800 kV特高压直流输电工程极层控制系统配置了两种故障重启动功能,即瞬时性故障重启动和阀组故障重启动.深入剖析了这两种重启动逻辑的触发机制、动作时序和开放条件,着重研究了瞬时性故障重启动逻辑与其他反映瞬时性故障的极区和双极区保护的配合关系,并依据祁韶直流系统调试现场录波图阐明了两种重启动逻辑的动作过程与效果.该研究对现场运行及科研工作有一定的指导和参考意义.【期刊名称】《电力系统保护与控制》【年(卷),期】2018(046)012【总页数】8页(P143-150)【关键词】特高压直流输电;瞬时性故障重启动;阀组故障重启动;保护配合;直流系统调试【作者】徐浩;侍乔明;欧阳帆;刘海峰;梁文武;张磊;李辉;龚汉阳【作者单位】国网湖南省电力公司电力科学研究院,湖南长沙 410007;湖南省湘电试验研究院有限公司,湖南长沙 410007;南京南瑞继保电气有限公司,江苏南京211100;国网湖南省电力公司电力科学研究院,湖南长沙 410007;国网湖南省电力公司电力科学研究院,湖南长沙 410007;国网湖南省电力公司电力科学研究院,湖南长沙 410007;国网湖南省电力公司,湖南长沙 410004;国网湖南省电力公司电力科学研究院,湖南长沙 410007;国网湖南省电力公司电力科学研究院,湖南长沙410007【正文语种】中文特高压直流输电具有输送容量大、距离远、损耗相对较低等优点，是解决我国能源-负荷逆向分配、实现能源清洁替代和优化配置以及防治大气污染的有效途径，在国内已迈入全面发展和建设阶段[1-4]。
祁连-韶山±800 kV特高压直流输电工程起于西北甘肃省酒泉地区，途径甘肃、陕西、重庆、湖北等四省后落点于湖南省湘潭地区，线路总长度为2 385.6 km。
ABB 高压断路器异常分析及处理摘要：瑞典ＡＢＢ公司HPL-500、HPL-220柱式路器其高可靠性及耐低温50KA大开断容量的性能，逐年在我国电网中尤其是寒冷地区得到广泛应用．目前500千伏站所运行该系该系列断路器500从２０００年至目前在运行中出现的异常、消缺及应注意的事项分别介绍如下：一、该系列开关出现的异常、消缺及防范措施1.1 弹簧机构分闸挚子滚轴断裂拒分2004年梁山站春检停电，投运前继电传动5042联络开关（瑞士ABB HPL-500开关）时，发生C相拒分，主付分闸线圈烧毁的缺陷，经检查发现C相分闸掣子的分闸滚轴（长34mm，直径3.4mm）断裂成三截，造成分闸掣子脱扣联板卡死，无法释放分闸弹簧。
用新的分闸掣子予以更换，现场重新测分合闸启动电压与三相分合闸时间及相间不同期均合格投入运行。
通过拆下的分闸掣子研究，发现断裂的分闸滚轴所在的轴槽口一侧有过多的润滑脂，其脱扣联板与该滚轴滚动接触处互有累积撞击痕迹。
目前初步分析原因有二。
（1）槽口有阻碍滚轴分闸时移动的润滑脂，使其移动不到位在分闸瞬间受到脱扣板撞击，累积多次后断裂。
（2）其滚轴沟槽是否有加工倾斜误差，使其不能在重力的作用下顺利移动。
（北京ABB厂已提出分闸掣子需返厂研究检查）目前现场防范措施：已购置一台简易内窥镜。
在开关机构储能释放的情况下，去检查其开关分闸掣子的槽口有无阻碍滚轴移动的润滑脂；滚轴有无累积撞击痕迹如有立即更换。
同时检查开关机构的垂直度，是否达到设计安装要求。
1.2 机构中非全相中间继电器静电干扰的预防2005年9月7日梁山站HPL-500开关曾出现投运前继电传动时出现远方三相合闸瞬时三相分闸然后又拒合的异常现象。
现场检查发现汇控柜内主跳回路的非全相保护的中间继电器K7处于励磁状态（并非其常开接点粘连）。
在调看实时监测系统记录时发现该开关合闸后无延时瞬间分闸，而且其三相接入遥信的位置接点是串联的，由此判断并非开关辅助接点转换不到位启动非全相保护继电器，而是中间继电器在此次合闸前不正常励磁其串接在跳闸回路的常开接点闭合，造成开关远方合闸时串入跳闸回路辅助常开接点同步闭合正电源使开关瞬间分闸。
高压直流输电线路故障特性分析摘要：近年来，电力电子技术得到了飞速发展，在电力系统中被广泛应用，在输电方面极大提高了线路的输送能力。
高压直流输电(High Voltage Direct Current)就是在该技术的基础上，发展起来的一种具有高效稳定的输电技术。
电力电子器件具有快速响应的特点，能够实现直流输电技术中交直流的快速转换，使电能以直流电的形式，传送到目标地方。
关键词:高压直流输电;输电线路;故障类型;线路保护引言实际上，高压输电线路的故障定位又被称之为“故障测距”，此类技术可以根据各种情况的线路故障类型与故障特征做出精准而快速的位置定位，将有问题的线路及时排除。
经过多年的技术更新与迭代更新，目前我国的高压输电线路接地故障的定位技术已经发展的愈发多元化、创新化，未来势必会取得更为理想的工作成果。
如下，笔者将结合自身多年来相关的工作实践，首先就高压输电线路运行与维护的特点展开论述，分析当前阶段高压输电线路常见的一些问题，并在此基础上探究高压输电线路接地故障的各类定位技术。
1直流输电线路故障特点(1)发生故障后，线路中的故障电流会导致电弧的产生，容易引起火灾，在自然情况没有人为干预的情况下，难以熄灭。
在交流系统中发生这种故障时，通常采用交流断路器切除即可，但在直流系统中，该方法无效。
为了解决这一问题，基本是都是采用控制换流站触发延迟角的方法。
(2)在直流系统中采取的控制措施，对该系统的线路保护和后备保护的影响需要进行考虑。
直流输电系统的控制对系统的各个特征量具有强相关性，所以，控制措施不能像交流系统一样，忽略对保护的影响。
(3)直流输电线路的故障发生的位置不同对线路的保护也有较大影响。
(4)采用运行方式不同的直流输电系统，当发生故障时，各种电气量的变化情况也不一样，加大了线路保护的困难。
2导致超高压输电线路故障的相关因素2.1雷击故障通常情况下，输电线路的雷击故障更多会出现在山区的输电线路上，因为输电线路的雷击故障会受到当地落雷密度的直接影响，因此需要根据地域不同找出落雷次数最多的月份，这样才能更好地保护输电线路。
三，报警信号（A）显示代码内容说明，可能的原因A101Start inhibition禁止启动禁止启动报警，参数908设置为逻辑“1”传动不能合闸，当参数设置为逻辑“0”，报警信号将复位。
A102Emergency stop急停参数906有逻辑“0”检查外部连锁到柜内的接线，K10的中继接点是否断开。
A103Motor 1 temp.alarm电机1温度报警电机1温度报警：检查：参数MOT1.TEMP-ALARM-L[P1402]设置正确否?参见故障代码F6。
A104Motor 1 overl.alarm电机1过载报警电机1过载报警（热模型1）：检查：参见故障代码F7。
A105Conv.ove-rtemp.Alarm变流器超温报警功率元件过温报警：该信号在温度接近故障信号F4（参见P10512）的关断温度大约10℃时，该报警出现。
检查：参见故障代码F4。
A106Current reg blocked封锁电流调节器电流调节器/控制器封锁报警：参数404（BLOCK）设置为逻辑“1”。
当参数设置为逻辑“0”时，报警信号将复位。
A108RAM-backup failed RAM备份失败没有供RAM的电池备份功能报警：供RAM备份用的电容已经放电（或许模块放置时间太长，而控制部分电源没有和闸？），给电容充电间隔过长。
A110System restart系统重新启动系统重新启动报警：信号在故障存储器（故障记录器）列队，但是模块或者控制器CDP31x的LCD无显示。
A118Mains underv.a-larm主电源欠压报警主电源欠压报警（AC0）：通过参数[P508]设置欠压监测。
检查：参见故障代码F29。
A120Arm.curr.dev.alar-m电枢电流偏差报警电枢电流偏差报警：如果电流给定[P10405]与电流反馈偏差超过20%达5秒钟，此信号显示A121Ext.Overvolt.Alar-m外部过压报警过压保护单元DCF506已动作：在励磁的直流回路曾有过压，此过压条件 由一个单向离合器电路的动作限制。
高压直流输电系统的故障和保护摘要：快速准确检测到直流线路故障并启动线路故障后重启动，可以避免因瞬时故障而直流停运，减少直流闭锁率，保证电网的稳定。
高压直流输电系统可能的故障工况包括换流阀故障、直流部分故障和交流部分的故障，直流系统在不同的故障情况下表现出一定的特性，根据直流系统运行特点和故障特性提出了高压直流输电系统的保护策略。
关键词：高压直流输电；直流系统故障；直流系统保护策略；保护原理；直流控制保护系统是直流输电工程的核心，其性能的好坏直接决定着直流工程的运行和直流设备的安全。
在直流系统中，任何一部分发生故障都会影响整个直流输电系统运行的安全可靠性。
直流保护用于保护换流站各直流设备，在故障或异常工况下快速切除系统中的短路故障或不正常运行设备，防止其造成损害或干扰系统其他部分的正常工作，保证直流系统的安全运行。
一、直流系统故障及系统响应直流保护策略的设计和配置应考虑直流系统在换流阀故障、换流站直流区域故障以及换流站交流区域故障下的暂态性能要求。
这些故障主要是各种短路、接地故障以及过电流和过电压，具体包括：1、晶闸管阀故障。
包括晶闸管元件、阀阻尼均压回路、触发部件、阀基电子设备以及阀的冷却系统等，这一部分的保护通常就地配置，如可由阀基电子设备屏、阀冷控制保护屏提供。
2、换流桥故障。
包括桥臂短路、桥阀短路、阀组过流、换相失败、阀误导通不导通故障。
3、阀交流侧故障。
包括换流变压器阀侧绕组过电压、换流变压器阀侧至阀交流连线的接地或相问短路故障。
4、阀厅内接地故障。
包括阀组中点接障等。
5、极母线设备的闪络或接地故障。
极母线设备包括平波电抗器、直流滤波器等。
6、极母线直流过电压、过电流以及持续的直流欠压。
7、中性母线开路或接地故障。
8、站内接地网过流。
9、直流线路金属性短路，高阻接地故障或开路故障，交直流碰线故障。
10 金属回线导体开路或接地故障。
11 接地极引线开路或对地故障、接地极引线过负荷。
12 直流滤波器过流、过负荷、失谐，高压电容器不平衡以及有源部分的故障(如果是有源滤波器)。
机组启动中的直流系统异常处理一)直流系统接地1、原因：1)直流系统出现接地点。
2)直流回路受潮，绝缘降低。
2、危险点：1)直流系统再次发生一点接地，造成保护误动或拒动。
2)开关出现误合或误跳现象。
3、处理：1)通过微机绝缘监测及接地选线装置了解接地极和接地程度。
2)通过电源监控系统详细了解接地程度，禁止不经汇报和采取相应防范措施，擅自采用拉路法查找直流接地。
3)绝缘监测仪查找不到接地支路时，应请示值长并待批准后按下述步骤继续进行处理。
二)110V直流母线Ⅰ（Ⅱ）段失压1、原因：1)直流母线出现短路。
2)直流负荷短路，空开没有跳开。
3)110V蓄电池电缆故障。
4)冲击负荷造成蓄电池出口熔断器熔断，同时充电装置跳闸。
2、危险点：1)机组部分控制电源失去，无法进行正常操作。
2)机组部分保护电源失去，易造成事故扩大。
3、处理：1)对有双路电源供电的负荷，检查无明显故障后倒至正常母线供电。
2)检查直流母线、蓄电池回路有无明显故障，并尽快排除。
3)下列情况应将直流控制母线倒至另一段母线供电。
4)充电装置、蓄电池回路故障短时无法消除。
5)充电装置故障或电源消失短时无法恢复，蓄电池放电完毕。
三)220V直流母线失压1、原因1)直流母线出现短路。
2)直流负荷短路，空开没有跳开。
3)220V蓄电池电缆故障。
4)冲击负荷造成蓄电池出口熔断器熔断，同时充电装置跳闸。
2、危险点1)机组直流油泵电源失去，无法进处于备用。
2)机组直流油泵电源失去，事故情况下无法启动，易造成事故扩大。
3、处理检查直流母线、蓄电池回路有无明显故障，并尽快排除。
四)整流器模块故障1、原因1)输入交流电压过高或模块本身故障。
2)模块不均流时查看模块之间的电缆等连接不当。
2、危险点长期无法恢复引起直流母线电压是降低。
3、处理1)查看直流母线电压是否正常。
2)必要时倒换为备用充电装置供电。
3)联系检修进行处理。
五)直流系统充电电源失去，直流系统大量放电1、原因1)输入交流电源失去。
