劉 云

220kV斷路器重合閘異常動作行為分析

劉 云

（云南電力技術(shù)有限責(zé)任公司，昆明 650217）

對某變電站220kV進(jìn)線重合閘異常動作行為進(jìn)行研究，分析異常動作原因。針對線路發(fā)生單相瞬時性故障時，斷路器實際三跳三重的異常情況，在確定保護(hù)裝置正確動作的前提下，從二次回路和保護(hù)之間的配合出發(fā)，確認(rèn)二次回路接線錯誤和保護(hù)之間配合不當(dāng)是造成本次異常動作的主要原因。最后，針對此類接線方式的重合閘提出相應(yīng)的整改措施。

重合閘；異常動作；二次回路；保護(hù)配合

0 引言

據(jù)統(tǒng)計，在電力系統(tǒng)中，80%～90%以上的輸電線路故障是瞬時性故障[1]。在輸電線路發(fā)生故障后，采用自動重合閘裝置快速重合，是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要措施[2]。在高壓輸電線路中，根據(jù)現(xiàn)場接線情況，重合閘功能由線路保護(hù)裝置實現(xiàn)，或由斷路器保護(hù)裝置實現(xiàn)[3]，這就要求線路保護(hù)裝置和斷路器保護(hù)裝置[4]在定值整定、二次接線、裝置設(shè)置[5]等方面實現(xiàn)很好的配合，如果配合不當(dāng)，就可能出現(xiàn)重合閘異常動作的情況。

本文介紹一起某220kV變電站220kV線路重合閘異常動作行為，根據(jù)現(xiàn)場檢查情況及保護(hù)裝置重合閘動作邏輯，分析重合閘異常動作的原因，提出保護(hù)之間相互配合的驗證方法和整改措施。

1 事件基本情況

1.1 事件發(fā)生前運行方式

220kV某變電站為擴(kuò)大內(nèi)橋接線，正常運行方式下，220kV進(jìn)線Ⅰ回232斷路器、內(nèi)橋223斷路器、內(nèi)橋212斷路器、220kV進(jìn)線Ⅱ回231斷路器均處運行狀態(tài)。220kV 1號、3號主變高、中壓側(cè)中性點接地運行，2號主變高、中壓側(cè)中性點不接地運行。主接線如圖1所示。

1.2 220kV雙回進(jìn)線保護(hù)配置情況

1）線路主一保護(hù)型號為CSC—103D，重合閘方式為綜重。

2）線路主二保護(hù)型號為CSC—103BN，重合閘方式為綜重。

3）231、232斷路器保護(hù)型號為CSC—121A。

圖1 220kV某變電站主接線

2018年12月，某電力調(diào)度控制中心主動評估了主網(wǎng)電網(wǎng)風(fēng)險后，給出220kV某變電站雙回進(jìn)線線路重合閘由單重方式更改為綜重方式可提高地區(qū)電網(wǎng)供電可靠性的結(jié)論，并安排專業(yè)人員在條件具備時及時進(jìn)行實施?，F(xiàn)場線路重合閘沿用原“采用兩套線路保護(hù)重合閘出口，斷路器保護(hù)重合閘不出口”的方式。兩套線路保護(hù)裝置的重合閘方式均由單重方式更改為綜重方式[6]，重合閘出口投入。斷路器保護(hù)的重合閘為配合線路保護(hù)也設(shè)置為綜重方式，重合閘出口未引出。更改重合閘方式后保護(hù)檢驗人員對裝置逐套進(jìn)行了整組傳動試驗，試驗過程中未發(fā)現(xiàn)保護(hù)動作異常現(xiàn)象。

1.3 事件發(fā)生經(jīng)過

2019年4月19日11:35，220kV進(jìn)線Ⅰ回線路故障跳閘，根據(jù)現(xiàn)場保護(hù)動作情況繪制動作時序見表1。

表1 進(jìn)線Ⅰ回保護(hù)動作時序

從表1可見，進(jìn)線Ⅰ回發(fā)生B相瞬時性故障，線路主一、主二保護(hù)動作跳B相后，斷路器保護(hù)跟跳三相，斷路器三相分位，由于線路保護(hù)投入綜重方式，主一、主二保護(hù)重合閘動作，合閘于永久性故障后加速動作跳閘并閉鎖重合閘。

經(jīng)調(diào)取線路保護(hù)故障錄波，分析斷路器保護(hù)有溝通三跳開入，導(dǎo)致斷路器保護(hù)發(fā)跟跳三相命令，斷路器三相跳閘。保護(hù)有溝通三跳開入但因線路保護(hù)使用綜重方式，不影響故障后線路重合閘動作。

事故發(fā)生后，初步判斷進(jìn)線Ⅰ回重合閘動作行為異常，線路主一、主二保護(hù)定值單重合閘方式為綜重方式，線路B相發(fā)生單相瞬時性故障，斷路器實際動作為三跳三重，不符合綜重方式的動作邏輯。

2 事件原因分析

事件發(fā)生后，專業(yè)人員到現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)進(jìn)線Ⅰ回232斷路器保護(hù)裝置重合閘一直處于“充電中”狀態(tài)，重合閘“充滿電”燈不亮。經(jīng)檢查定值單，該斷路器保護(hù)定值中重合閘方式為綜重方式，裝置設(shè)置的重合閘方式軟壓板也為綜重方式，但是在裝置壓板狀態(tài)界面中顯示綜重方式最終壓板為未投入狀態(tài)。軟壓板定值通知單見表2，裝置軟壓板狀態(tài)如圖2所示。

表2 軟壓板定值通知單

圖2 裝置軟壓板狀態(tài)

220kV進(jìn)線Ⅰ回232斷路器保護(hù)裝置型號為CSC—121A，該型號的斷路器保護(hù)裝置重合閘方式的選擇由軟壓板和重合閘方式開入、以“與”的方式實現(xiàn)，即只有當(dāng)相應(yīng)軟壓板和重合閘開入均為“投入”狀態(tài)時才能實現(xiàn)相應(yīng)的重合閘方式功能[7]。因此懷疑重合閘方式的開入可能有問題。

經(jīng)對照裝置廠家出廠白圖（見圖3）和裝置背板接線及端子排接線（見圖4），發(fā)現(xiàn)裝置開入插件的正極公共端短接至8X4-a8，對照廠家白圖可確定重合閘開入方式為單重方式。軟壓板投入綜重方式，而重合閘方式的開入為單重方式，兩者不對應(yīng)，最終重合閘不能充電，故一直顯示“充電中”狀態(tài)。

圖3 廠家出廠白圖

由以上分析可以得出，線路保護(hù)屏端子排至裝置背板接線錯誤是導(dǎo)致該變電站進(jìn)線Ⅰ回重合閘異常動作的主要原因。

圖4 斷路器保護(hù)裝置重合閘開入接線

根據(jù)保護(hù)裝置說明書，斷路器輔助保護(hù)在重合閘未充電的情況下，任何故障線路保護(hù)動作后均由斷路器保護(hù)邏輯判斷是否滿足溝通三跳條件，若滿足則溝通三跳觸點閉合[8-9]，此時輔助保護(hù)失靈保護(hù)啟動，收到跳閘命令時還有溝通三跳信號，且任意相有電流，則瞬時重跳三相。

經(jīng)檢查，斷路器輔助保護(hù)瞬時重跳出口經(jīng)壓板8LP6、8LP7的分相跳閘出口至操作箱的分相保護(hù)跳閘，斷路器輔助保護(hù)觸點聯(lián)系如圖5所示。

綜上所述，當(dāng)線路發(fā)生單相故障時，線路主一、主二保護(hù)裝置動作行為正確，均為故障相動作出口，由于斷路器保護(hù)重合閘未充電，溝通三跳觸點閉合，在線路保護(hù)動作時滿足了瞬時重跳三相功能動作邏輯，斷路器保護(hù)動作跳開斷路器三相，因線路保護(hù)重合閘為綜重方式，三相跳閘后重合閘不閉鎖，經(jīng)延時后重合閘動作合上三相。

圖5 斷路器輔助保護(hù)觸點聯(lián)系

3 暴露的問題及整改措施

3.1 暴露的問題

1）繼電保護(hù)人員對特殊保護(hù)配置情況下各保護(hù)間的配合認(rèn)識不足[10]：①在開展重合閘方式變化調(diào)整時，對未使用出口的斷路器保護(hù)重合閘重視不足，僅按照定值單調(diào)整了斷路器保護(hù)重合閘軟壓板投退，而忽視了對外部重合閘開入接線的調(diào)整；②斷路器保護(hù)定值更改后，對斷路器保護(hù)重合閘一直在“充電中”，且重合閘“充滿電”燈不亮的現(xiàn)象未認(rèn)為異常。

2）檢驗工作中未采用多套保護(hù)的聯(lián)動調(diào)試，未發(fā)現(xiàn)斷路器保護(hù)功能與線路保護(hù)配合存在問題。在線路主一、主二保護(hù)單獨進(jìn)行整組試驗時均能正常實現(xiàn)綜重功能，未能發(fā)現(xiàn)在斷路器保護(hù)裝置同時投入運行的情況下的單相故障三跳三重的異?，F(xiàn)象。

3.2 整改措施

1）按斷路器保護(hù)定值中重合閘軟壓板設(shè)置為綜重，背板接線改接為綜重開入（現(xiàn)場將斷路器保護(hù)裝置單重方式的開入至8X4-a8接線取消，改為綜重開入，即將裝置開入插件的正極短接至8X4-a12）后，斷路器保護(hù)重合閘功能正常，充電完成。

2）定檢過程中開展單套保護(hù)的調(diào)試作業(yè)驗證保護(hù)功能及相關(guān)二次回路的正確性，開展整組傳動試驗時，必須將二次設(shè)備恢復(fù)到正常運行時的工況，將線路主一保護(hù)、線路主二保護(hù)、斷路器輔助保護(hù)電流回路串聯(lián)，投入全部保護(hù)功能及出口壓板，模擬故障量需要加入所有的保護(hù)裝置進(jìn)行聯(lián)動試驗，真實地反映出實際運行時的情況，通過整組試驗驗證保護(hù)之間的配合、動作邏輯是否正確。

3）繼電保護(hù)定值更改工作需進(jìn)行全面驗證，確保裝置實現(xiàn)所需功能，定值更改工作完成后需觀察裝置各運行燈是否正常、重合閘充電燈是否點亮，是否與定值單要求一致等。

4 結(jié)論

220kV某變電站220kV線路重合閘異常動作的原因在于，線路運行方式改變后，線路保護(hù)裝置和斷路器保護(hù)裝置只更改了裝置內(nèi)部控制字，未考慮線路保護(hù)和斷路器保護(hù)之間的配合問題，外部回路接線未做更改。這起重合閘異常動作事件，提高了繼電保護(hù)人員對線路保護(hù)和斷路器保護(hù)之間配合的認(rèn)識。此次事件為以后繼電保護(hù)裝置改造、定值更改積累了寶貴的經(jīng)驗，可有效避免類似事件的再次發(fā)生，保證了線路保護(hù)動作的正確性。

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Analysis of abnormal reclosing action of 220kV circuit breaker

LIU Yun

(Yunnan Electric Power Technology Co., Ltd, Kunming 650217)

The abnormal action behavior of 220kV incoming line reclosing in a 220kV substation is studied, and the causes of abnormal action are analyzed. In view of the abnormal situation of single-phase instantaneous fault of the line and the actual triple tripping and triple reclosing of the circuit breaker, under the condition of determining the correct action of the protection device, starting from the cooperation between the secondary circuit and the protection, it is confirmed that the main reasons for this abnormal action are the wrong wiring of the secondary circuit and the improper cooperation between the protection. Finally, the corresponding rectification measures are put forward for the reclosing of this kind of wiring mode.

reclosing; abnormal action; secondary circuit; protection coordination

2022-01-11

2022-02-08

劉 云（1988—），男，云南玉溪人，本科，工程師，主要從事繼電保護(hù)試驗、故障分析工作。