微機(jī)保護(hù)不對應(yīng)啟動重合閘保護(hù)動作分析

郭成濤，董正坤,張艷軍

(1.石家莊供電公司，石家莊 050051；2.滄州供電公司，河北 滄州 061001)

斷路器位置不對應(yīng)啟動重合閘是高壓微機(jī)保護(hù)中很重要的功能，由于許多新設(shè)計的變電站不再使用傳統(tǒng)的6個位置的KK操作把手，因而無法提供反映斷路器在合后位置的觸點(diǎn)，因此各保護(hù)廠家取斷路器跳閘位置節(jié)點(diǎn)引入操作箱來啟動跳位繼電器，利用跳位繼電器觸點(diǎn)引入保護(hù)裝置開入量來判別斷路器位置。在正常運(yùn)行中，如果TWJ開入閉合，且相應(yīng)相別無電流，無其他閉鎖開入，則保護(hù)裝置判斷為斷路器偷跳[1]，啟動“不對應(yīng)啟動重合”邏輯作用于偷跳斷路器。此邏輯簡單可靠，但出現(xiàn)繼電器接點(diǎn)異?；驍嗦菲鬏o助觸點(diǎn)不良等情況時，會造成啟動失效。

1 保護(hù)動作模擬試驗(yàn)

2011年6月，驗(yàn)收某220 kV變電站線路保護(hù)，保護(hù)配置為RCS931BM、CSC103D，使用JFZ-12F型分相操作箱?，F(xiàn)場運(yùn)行規(guī)程規(guī)定正常運(yùn)行時兩套保護(hù)裝置重合功能均投入，所以驗(yàn)收人員模擬兩套保護(hù)裝置重合功能均投入時保護(hù)動作情況。在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)只投入其中一套保護(hù)的重合閘功能時，模擬斷路器偷跳故障，保護(hù)動作行為正確，斷路器重合成功。但是當(dāng)兩套保護(hù)重合閘功能都投入時，模擬斷路器偷跳故障，兩套保護(hù)裝置動作行為不一致，即CSC103D保護(hù)重合閘出口，RCS931BM保護(hù)啟動，但不出口，斷路器重合成功。由于此現(xiàn)象與預(yù)想結(jié)果不一致，為排除外來因素干擾，明確問題原因，驗(yàn)收人員又進(jìn)行多項(xiàng)模擬試驗(yàn)。

1.1 投入單套保護(hù)裝置重合閘

a.CSC103D保護(hù)裝置：點(diǎn)跳U相斷路器，3 ms保護(hù)啟動，4 ms單相偷跳啟動重合閘，799 ms重合閘出口。

b.RCS931BM保護(hù)裝置：點(diǎn)跳U相斷路器，799 ms重合閘出口。

1.2 同時投入兩套保護(hù)重合閘

將兩套保護(hù)U相電流回路串聯(lián)，模擬正常運(yùn)行時線路發(fā)生故障，觀察保護(hù)動作情況。

a.CSC103D保護(hù)裝置：4 ms保護(hù)啟動，18 ms分相差動出口，129 ms單跳啟動重合閘，929 ms重合閘出口。

b.RCS931BM保護(hù)裝置：10 ms電流差動保護(hù)出口，913 ms重合閘出口。

兩套保護(hù)均正確動作，斷路器重合成功。模擬故障后保護(hù)動作重合閘啟動均正常，斷路器正確合閘。

1.3 同時投入兩套保護(hù)重合閘并互換兩套保護(hù)的TWJ節(jié)點(diǎn)

模擬正常運(yùn)行時斷路器偷跳故障，CSC103D保護(hù)重合閘出口，RCS931BM保護(hù)啟動，不出口。但是當(dāng)投入單套保護(hù)裝置重合閘時，保護(hù)正確動作。

1.4 校驗(yàn)兩套保護(hù)動作時間

故障錄波器設(shè)置線路244 U相斷路器位置起錄波，重合閘出口退出，模擬斷路器偷跳故障，觀察保護(hù)動作情況。

故障錄波器記錄：13.6 ms線路244 U相斷路器變位，836.1 ms CSC103D保護(hù)重合閘出口，884.4 ms RCS931BM保護(hù)重合閘出口。RCS931BM保護(hù)重合閘出口命令比CSC103D保護(hù)重合閘出口命令滯后48.3 ms。

如果在實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)斷路器偷跳時，一套保護(hù)出口，另一套保護(hù)只啟動而不出口，會對工作人員進(jìn)行保護(hù)動作后的故障分析造成干擾，產(chǎn)生保護(hù)動作行為不正確的假象。

2 常用微機(jī)保護(hù)動作裝置時間分析

CSC-103D數(shù)字式超高壓線路保護(hù)裝置僅利用3個跳位繼電器觸點(diǎn)啟動重合閘，CSC-103D型裝置綜合重合閘邏輯示意見圖1。

圖1 CSC-103D型裝置綜合重合閘邏輯示意

不對應(yīng)啟動重合閘時，單相偷跳和三相偷跳的判別均由3個跳位觸點(diǎn)開入來完成。正常運(yùn)行時，若發(fā)生斷路器偷跳，經(jīng)重合閘控制字“單相偷跳啟動重合閘(KG5.3)”或“三相偷跳啟動重合閘(KG5.4)”控制是否啟動重合閘。經(jīng)“Y8”輸出啟動重合閘，其重合閘脈沖展寬為80～120 ms。

為防止外部干擾誤啟重合，程序設(shè)定斷路器位置輸入TWJU、TWJV、TWJW節(jié)點(diǎn)防抖時間為10 ms，故重合閘時間應(yīng)是10 ms +TS1(重合閘短延時定值)或10 ms+TL1(重合閘長延時定值)。

該保護(hù)裝置最大重合閘動作時間為10 ms+800 ms =810 ms。

PSL-603G數(shù)字式線路保護(hù)裝置邏輯示意見圖2，斷路器位置啟動重合閘的條件為(與門條件)：控制字的第0位=1；斷路器單相或三相斷開(單相或三相跳位繼電器動作，與重合閘方式對應(yīng))；斷路器斷開相無電流；不滿足單相偷跳啟動或三相偷跳啟動條件；合后繼開入動作(僅當(dāng)整定為“合后繼可用”時)。

圖2 PSL-603G數(shù)字式線路保護(hù)裝置邏輯示意

該裝置重合閘在檢測到線路有電流時，則認(rèn)為其它重合閘動作重合，該裝置重合閘返回并放電，所以該裝置重合閘可以和其他能智能判出已重合的重合閘同時投入。

為防止外部干擾誤啟重合，程序設(shè)定TWJU、TWJV、TWJW分別為U、V、W三相的跳閘位置繼電器的接點(diǎn)輸入，其節(jié)點(diǎn)防抖時間為20～30 ms，無重合閘延時確認(rèn)，故重合閘時間應(yīng)是30 ms+t(單相啟動重合閘延時定值)或30 ms+t(三相啟動重合閘延時定值)。

該保護(hù)裝置最大重合閘動作時間為 30 ms+800 ms=830 ms。

RCS-931系列超高壓線路保護(hù)裝置邏輯示意見圖3，正常運(yùn)行時，若出現(xiàn)斷路器偷跳，則經(jīng)程序邏輯 “M1-M3-M4-M5-M6”判別后輸出啟動重合閘，其重合閘脈沖展寬為0～120 ms。

圖3 RCS-931系列超高壓線路保護(hù)裝置邏輯示意

為防止外部干擾誤啟重合，程序設(shè)定TWJU、TWJV、TWJW分別為U、V、W 三相的跳閘位置繼電器的接點(diǎn)輸入，其節(jié)點(diǎn)防抖時間為5～6 ms，重合閘延時確認(rèn)時間為50 ms，故重合閘時間應(yīng)是6 ms+50 ms+t(單相重合閘延時定值)或10 ms+50 ms+t(三相重合閘延時定值)。

該保護(hù)裝置最大重合閘動作時間為6 ms+50 ms+800 ms=856 ms。

對于雙套微機(jī)保護(hù)配置而言，正常情況下，由于兩套重合閘整定時間相等，裝置計時誤差不大，因此兩套保護(hù)重合閘脈沖是重疊的[2]。但是由于各廠家在重合閘邏輯判斷、延時確認(rèn)等軟件設(shè)計方面理念不同，出現(xiàn)了不同保護(hù)之間重合閘命令發(fā)出的時間差，從而造成了兩套保護(hù)重合動作行為不一致的問題。當(dāng)正常運(yùn)行中的設(shè)備出現(xiàn)偷跳時，由于保護(hù)裝置之間邏輯的差異，偷跳斷路器被先出口的保護(hù)裝置合閘成功，跳位消失，后出口的保護(hù)裝置被閉鎖，所以出現(xiàn)兩套保護(hù)裝置動作行為不一致的現(xiàn)象。

具體到上述實(shí)驗(yàn)分析，CSC-103D型保護(hù)裝置822.5 ms發(fā)重合命令，合上偷跳斷路器，而RCS-931BM型保護(hù)裝置在870.8 ms時發(fā)出重合命令，滯后48.3 ms，而此時斷路器已經(jīng)合閘，由于跳位消失，RCS-931BM保護(hù)裝置被閉鎖，重合閘未出口，保護(hù)裝置正確動作。同時借年檢機(jī)會對RCS-931BM與PSL-603G配合的保護(hù)進(jìn)行相同的模擬實(shí)驗(yàn)，結(jié)果同樣是PSL-603G保護(hù)裝置先于RCS-931BM保護(hù)裝置出口，RCS-931BM保護(hù)裝置只啟動，驗(yàn)證了上述分析的準(zhǔn)確性。

3 運(yùn)行中注意的問題

保護(hù)雙重化配置后，在重合閘啟動和重合閘計時2個方面，現(xiàn)有的保護(hù)之間存在差異，如果邏輯不同的2種重合閘同時使用，易造成2次重合的問題。針對保護(hù)是否擁有檢測斷路器合位放電邏輯功能，提出以下注意事項(xiàng)：

a.若兩套重合閘都具有此邏輯功能，則兩套重合閘可以同時投入，重合方式、重合閘動作時間設(shè)定一致。

b.若其中一套采用此邏輯功能，另一套未采用。建議將采用上述邏輯的重合閘動作時間整定得長一些，兩套重合閘也可以同時投入。

c.若兩套重合閘都不具備上述邏輯功能，可以將一套重合閘出口觸點(diǎn)給另一套保護(hù)的“閉鎖重合開入”使用，使后發(fā)出重合閘命令的保護(hù)放電。建議兩套保護(hù)重合閘接線應(yīng)完整，都能分別實(shí)現(xiàn)重合閘功能，運(yùn)行中只投入其中一套，如遇有設(shè)備檢修或異常不能實(shí)現(xiàn)重合閘時，投入另一套。

4 結(jié)束語

220 kV線路保護(hù)雙重化配置后,設(shè)計中兩套保護(hù)的重合閘回路都是完善的,為避免一條線路兩套保護(hù)裝置中的重合閘同時投入運(yùn)行，出現(xiàn)不允許的2次重合閘，每套裝置的重合閘在發(fā)現(xiàn)另一套保護(hù)已將斷路器合上后，應(yīng)立即放電并閉鎖本裝置的重合閘[3]，即具有檢測斷路器合位放電邏輯。現(xiàn)行設(shè)計一般都是用各自保護(hù)的重合閘出口繼電器的常開觸點(diǎn)驅(qū)動操作箱內(nèi)的公用重合出口繼電器,由該繼電器的節(jié)點(diǎn)合閘。此種方式下保護(hù)之間的配合就顯得尤為重要，需要在實(shí)際工作中多加驗(yàn)證，掌握各廠家設(shè)備的異同點(diǎn)，為保證設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行打好基礎(chǔ)。

[1] 劉廣健.斷路器位置不對應(yīng)啟動重合閘功能的分析[EB/OL].http://dianchang.com/article/list.php?id=3544，2009-04-12.

[2] 季慶州.RCS-901和PSL-602線路保護(hù)重閉合配合使用情況分析[J].電氣時代,2009(12)：98-99.

[3] 國家電力調(diào)度中心.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)問答[M].2版.北京：中國電力出版社,2000.

本文責(zé)任編輯：王麗斌