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220kV斷路器異常重合閘行為分析

發(fā)布日期：2022-07-19 00:00:00 作者：德力西旗艦店

摘要： ?云南電力科技股份有限公司研究員劉蕓在《電氣技術(shù)》2022年第5期上撰文，研究了某變電站220kV進(jìn)線重合閘的異常行為

云南電力科技股份有限公司研究員劉蕓在《電氣技術(shù)》2022年第5期上撰文，研究了某變電站220kV進(jìn)線重合閘的異常行為，并分析了異常行為的原因。針對(duì)單相瞬時(shí)性故障時(shí)斷路器實(shí)際跳閘三次的異常情況，在確定保護(hù)裝置正確動(dòng)作的前提下，從二次回路與保護(hù)的配合入手，確認(rèn)二次回路接線錯(cuò)誤和保護(hù)之間配合不當(dāng)是本次異常動(dòng)作的主要原因。最后，針對(duì)這種接線方式的重合閘提出了相應(yīng)的整改措施。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，在電力系統(tǒng)中，80% ~ 90%以上的輸電線路故障都是暫態(tài)故障。采用自動(dòng)重合閘裝置在輸電線路故障后快速重合閘是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要措施。在高壓輸電線路中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)接線情況，重合閘功能由線路保護(hù)裝置或斷路器保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)，這就要求線路保護(hù)裝置和斷路器保護(hù)裝置在整定值、二次接線、裝置整定等方面達(dá)到良好的配合。如果配合不當(dāng)，可能會(huì)發(fā)生異常重合閘動(dòng)作。

介紹了一起220kV變電站220kV線路重合閘異常行為。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢查和保護(hù)裝置的重合閘邏輯，分析了重合閘異常行為的原因，提出了保護(hù)間相互配合的校驗(yàn)方法和整改措施。

1事件的基本信息

1.1活動(dòng)前的運(yùn)行模式

為了擴(kuò)大20 kV變電站內(nèi)橋接線，在正常運(yùn)行方式下，220kV進(jìn)線I斷路器232、內(nèi)橋斷路器223、內(nèi)橋斷路器212和220kV進(jìn)線II斷路器231均在運(yùn)行。20kv 1、3號(hào)主變中壓側(cè)中性點(diǎn)接地運(yùn)行，2號(hào)主變中壓側(cè)中性點(diǎn)接地運(yùn)行。主接線如圖1所示。

1.2 220kv雙回路進(jìn)線保護(hù)配置

1)線路主保護(hù)型號(hào)為CSC—103D，重合閘方式為綜合重量；2)線路主、二次保護(hù)型號(hào)為CSC—103BN，重合閘方式為綜合重量；3)231和232斷路器的保護(hù)型號(hào)為CSC—121A。

2018年12月，某電力調(diào)度控制中心主動(dòng)對(duì)主電網(wǎng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，得出結(jié)論:將某220kV變電站雙回路進(jìn)線重合閘由單回路方式改為綜合回路方式，可提高區(qū)域電網(wǎng)供電可靠性，具備條件時(shí)安排專業(yè)人員及時(shí)實(shí)施?，F(xiàn)場(chǎng)線路重合閘沿用原有的“用兩套線路保護(hù)重合閘出口，用斷路器保護(hù)重合閘出口”的模式。

兩套線路保護(hù)裝置的重合閘方式由單一方式改為綜合方式，重合閘出口投入使用。斷路器保護(hù)的重合閘設(shè)置為與線路保護(hù)配合，重合閘出口不引出。改變重合閘方式后，保護(hù)檢查人員對(duì)裝置逐一進(jìn)行了整套傳動(dòng)試驗(yàn)，試驗(yàn)中未發(fā)現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作異常。

2019年4月19日11時(shí)35分，220kV進(jìn)線一回路因故障跳閘。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)動(dòng)作情況繪制的動(dòng)作順序見表1。

從表1可以看出，B相暫態(tài)故障發(fā)生在進(jìn)線I，線路主一、主二保護(hù)動(dòng)作跳至B相后，斷路器保護(hù)跳至三相，斷路器分為三相。線路保護(hù)投入綜合權(quán)重模式后，主一、主二保護(hù)重合閘，永久性故障后重合閘動(dòng)作加快，重合閘閉鎖。

通過調(diào)用線路保護(hù)的故障錄波，分析出斷路器保護(hù)有通信和三相跳閘，導(dǎo)致斷路器保護(hù)發(fā)出三相帶跳閘命令，斷路器跳閘三相。保護(hù)和通信有三次跳閘，但線路保護(hù)采用綜合權(quán)重方式，不影響故障后線路的重合閘動(dòng)作。

事故發(fā)生后，初步判斷I進(jìn)線重合閘動(dòng)作異常。一、二線主保護(hù)定值的單一重合閘方式為綜合重合閘方式，線路B相發(fā)生單相暫態(tài)故障。斷路器實(shí)際動(dòng)作為三次跳閘，不符合綜合重合閘方式的動(dòng)作邏輯。

2事故原因分析

事發(fā)后，專業(yè)人員到現(xiàn)場(chǎng)查看，發(fā)現(xiàn)進(jìn)線I路斷路器232保護(hù)裝置重合閘一直處于“充電”狀態(tài)，重合閘“充滿電”燈不亮。查定值單發(fā)現(xiàn)，斷路器保護(hù)定值的重合閘方式為綜合重量方式，裝置設(shè)置的重合閘方式軟壓板也是綜合重量方式，但綜合重量方式的最終壓板在裝置壓板狀態(tài)界面并未投入運(yùn)行。軟壓板設(shè)定值注意事項(xiàng)見表2，裝置的軟壓板狀態(tài)如圖2所示。

220kV進(jìn)線ⅰ線232斷路器保護(hù)裝置型號(hào)為CSC—121A。該類型斷路器保護(hù)裝置的重合閘方式由軟壓板和重合閘方式選擇，由與方式實(shí)現(xiàn)，即只有相應(yīng)的軟壓板和重合閘方式投入運(yùn)行，才能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的重合閘方式功能。所以懷疑重合閘模式開啟可能有問題。

通過對(duì)比裝置廠家的出廠白圖(見圖3)和裝置背板、端子板的接線(見圖4)，發(fā)現(xiàn)裝置開口插件的正公共端短接至8X4-a8，通過對(duì)比出廠白圖可以確定重合閘開口方式為單模。軟壓板投入綜合重量模式，重合閘為單重模式，兩者不對(duì)應(yīng)。最后，重合閘不能充電，所以一直顯示“充電”狀態(tài)。

從以上分析可以得出，線路保護(hù)屏端子到裝置背板的錯(cuò)誤接線是造成該變電站進(jìn)線I重合閘動(dòng)作異常的主要原因。

根據(jù)保護(hù)裝置的指令，當(dāng)斷路器輔助保護(hù)重合閘后不帶電時(shí)，斷路器保護(hù)邏輯將判斷任一故障線路保護(hù)動(dòng)作后是否滿足通信三級(jí)跳條件。如果滿足，則通信三級(jí)跳接點(diǎn)閉合。此時(shí)輔助保護(hù)失靈保護(hù)會(huì)啟動(dòng)，收到跳閘命令時(shí)會(huì)有通信三級(jí)跳信號(hào)。如果任何一相有電流，三相跳閘將是瞬時(shí)的。

經(jīng)檢查，斷路器輔助保護(hù)的瞬時(shí)跳閘出口通過壓板8LP6、8LP7的分相跳閘出口跳閘至操作箱的分相保護(hù)，斷路器輔助保護(hù)的觸點(diǎn)接點(diǎn)如圖5所示。

綜上所述，線路發(fā)生單相故障時(shí)，線路的一、二次保護(hù)裝置正確動(dòng)作，均為故障相動(dòng)作出口。由于斷路器保護(hù)重合閘不帶電，通信三跳閘接點(diǎn)閉合，滿足線路保護(hù)動(dòng)作時(shí)瞬時(shí)跳閘三相功能的邏輯。斷路器保護(hù)動(dòng)作跳離斷路器的三相。由于線路保護(hù)重合閘處于綜合模式，三相跳閘后重合閘不閉鎖，重合閘動(dòng)作延時(shí)后合上三相。

3暴露的問題及整改措施

3.1暴露的問題

1)繼電保護(hù)人員對(duì)特殊保護(hù)配置下各種保護(hù)之間的配合認(rèn)識(shí)不足:①在重合閘方式的變更和調(diào)整過程中，對(duì)未使用出口的斷路器保護(hù)重合閘重視不夠，只根據(jù)整定單調(diào)整斷路器保護(hù)重合閘軟壓板的投切，而忽略了外部重合閘接線的調(diào)整；②斷路器保護(hù)的整定值改變后，斷路器保護(hù)的重合閘一直在“充電”，重合閘“充滿電”燈不亮的現(xiàn)象不認(rèn)為是異常。

2)檢查工作中未采用多套保護(hù)聯(lián)動(dòng)調(diào)試，未發(fā)現(xiàn)斷路器保護(hù)功能與線路保護(hù)配合問題。線路主一、主二保護(hù)分別進(jìn)行整套試驗(yàn)時(shí)，能正常實(shí)現(xiàn)綜合權(quán)重功能，斷路器保護(hù)裝置同時(shí)投入運(yùn)行時(shí)，不能發(fā)現(xiàn)單相故障三跳三跳的異?，F(xiàn)象。

3.2糾正措施

1)根據(jù)斷路器保護(hù)整定，將重合閘軟壓板置為綜合重合閘，背板接線改為綜合重合閘(現(xiàn)場(chǎng)將斷路器保護(hù)裝置的單一重合閘方式取消為8X4-a8接線，改為綜合重合閘，即裝置開口插件正、短路接8X4-a12)，則斷路器保護(hù)重合閘功能正常，充電完成。

2)在定期檢查中，應(yīng)進(jìn)行單套保護(hù)的調(diào)試，以驗(yàn)證保護(hù)功能和相關(guān)二次回路的正確性。整套傳動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，二次設(shè)備必須恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)，線路主保護(hù)、線路主保護(hù)、斷路器輔助保護(hù)的電流回路應(yīng)串聯(lián)，所有保護(hù)功能和出口壓板應(yīng)投入運(yùn)行。應(yīng)增加所有保護(hù)裝置模擬故障量進(jìn)行聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)，真實(shí)反映實(shí)際運(yùn)行情況。保護(hù)的協(xié)調(diào)和動(dòng)作應(yīng)通過整套試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

3)繼電保護(hù)整定變更工作需要充分驗(yàn)證，確保裝置實(shí)現(xiàn)所需功能。整定變更工作完成后，需要觀察裝置各運(yùn)行燈是否正常，重合閘充電燈是否點(diǎn)亮，是否與整定清單要求一致等。

4結(jié)論

某20kV變電站220kV線路重合閘動(dòng)作異常的原因是線路運(yùn)行方式改變后，線路保護(hù)裝置和斷路器保護(hù)裝置只改變了裝置內(nèi)部控制字，沒有考慮線路保護(hù)和斷路器保護(hù)的配合，外部回路接線沒有改變。吊合異常動(dòng)作提高了繼電保護(hù)人員對(duì)線路保護(hù)與斷路器保護(hù)配合的認(rèn)識(shí)。

德力西電氣分析該事件為今后繼電保護(hù)裝置改造和整定變更積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，可有效避免類似事件的再次發(fā)生，確保線路保護(hù)動(dòng)作的正確性。

上一篇文章：三相四線框架式斷路器保護(hù)整定的研究說明

下一篇文章：正泰電器為什么停牌？

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