一起溝通三跳壓板誤投造成保護(hù)誤動(dòng)作分析

喬成銀，李 濤，陳 波，翟子源

（寧夏電力公司檢修公司 寧夏 銀川 750011）

對(duì)于采用單相重合閘的線路，為防止斷路器一相斷開后，由于單相重合閘裝置拒絕合閘而造成非全相運(yùn)行，應(yīng)具有斷開三相的措施，并應(yīng)保證選擇性[1]。在微機(jī)保護(hù)中，這項(xiàng)任務(wù)是由溝通三跳回路和三相不一致保護(hù)來完成的，但是由于三相不一致保護(hù)動(dòng)作帶有延時(shí)，而溝通三跳可實(shí)現(xiàn)瞬跳斷路器，對(duì)系統(tǒng)影響小，因而可作為斷路器非全相運(yùn)行的一種超前防范措施，用以防止當(dāng)重合閘裝置不能實(shí)現(xiàn)單跳單重時(shí)，線路單相故障保護(hù)選相跳閘造成斷路器非全相運(yùn)行。

2012年06 月03日13時(shí)05分43秒，330 kV某變電站發(fā)生了一起因溝通三跳壓板誤投入，導(dǎo)致330 kV甲線發(fā)生B相瞬時(shí)性故障時(shí)，保護(hù)誤動(dòng)作，直接出口跳三相的電網(wǎng)事故。

1 事故經(jīng)過

事故前，330 kV某變電站330 kVⅠ母、Ⅱ母運(yùn)行，3371、3370、3372斷路器運(yùn)行，330 kV甲線、乙線運(yùn)行，如圖1所示。330 kV甲線保護(hù)配置為RCS-901B高頻閉鎖方向保護(hù)、WXH-802高頻閉鎖距離保護(hù)裝置，3371、3370、3372斷路器保護(hù)配置為WDLK-862保護(hù)裝置。

2012年06 月03日13時(shí)05分43秒甲線發(fā)生B相瞬時(shí)性接地故障。WXH-802保護(hù)裝置在故障發(fā)生663毫秒時(shí)啟動(dòng)，673毫秒保護(hù)出口，故障相B相，測(cè)距62.25 km；RCS-901B高頻閉鎖方向保護(hù)裝置在故障發(fā)生493毫秒時(shí)啟動(dòng)，23毫秒后，距離I段動(dòng)作，29毫秒后，縱聯(lián)零序方向，縱聯(lián)變化量方向動(dòng)作，故障相B相，動(dòng)作相ABC，測(cè)距61.8 km；3372斷路器輔助保護(hù)屏 （WDLK-862）、3370斷路器輔助保護(hù)屏（WDLK-862）均是瞬時(shí)聯(lián)跳本斷路器故障相、瞬時(shí)聯(lián)跳本斷路器三相、三跳啟動(dòng)重合閘、單重方式三跳不重合。

圖1 330kV一次接線圖Fig.1 Primary system of 330kV substation

2 保護(hù)動(dòng)作原因分析

RCS-901B保護(hù)動(dòng)作報(bào)告顯示，見圖2，故障相別B相，距離Ⅰ段動(dòng)作、縱聯(lián)變化量方向動(dòng)作、縱聯(lián)零序方向動(dòng)作，但動(dòng)作相為ABC三相，是什么原因造成的？現(xiàn)場(chǎng)檢查RCS-901B裝置的主保護(hù)壓板、距離壓板、零序壓板，A相出口跳3372壓板 （LP1），B相出口跳 3372壓板 （LP2），C相出口跳3372 壓板（LP3），溝通三跳 3372 斷路器壓板（LP4），A 相出口跳 3370壓板（LP5），B 相出口跳 3370壓板（LP6），C 相出口跳3370壓板（LP7），溝通三跳 3370斷路器壓板（LP8），失靈起動(dòng)及重合閘壓板，溝通三跳壓板（LP21）均投入，初步判斷是運(yùn)行人員誤投溝通三跳壓板（LP21）造成保護(hù)誤動(dòng)作。經(jīng)檢查裝置采樣正常后，投入“LP21溝通三跳”壓板，模擬B相瞬時(shí)性故障，發(fā)現(xiàn)動(dòng)作邏輯與真實(shí)故障情況下的一致；退出“LP21溝通三跳”壓板，模擬B相瞬時(shí)性故障，保護(hù)選相跳閘，重合閘動(dòng)作，斷路器單跳單重。

圖2 RCS-901B動(dòng)作報(bào)告Fig.2 Action report of RCS-901B

2.1 RCS-900系列裝置“溝通三跳”壓板釋義

南瑞繼保RCS一900系列保護(hù)裝置“LP21溝通三跳”投入，其意義[2]是：1）溝通三跳，即單相故障保護(hù)也三跳；2）閉鎖重合閘，如重合閘投入則放電。當(dāng)保護(hù)屏上“溝通三跳”壓板（或者叫“閉鎖重合閘”壓板）投入后只是給本保護(hù)1個(gè)24 V“閉重三跳”開入量，本保護(hù)裝置檢測(cè)到該開入量有效后，閉鎖重合閘且單相故障三跳。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)溝通三跳回路

現(xiàn)場(chǎng)一次接線為3／2接線，保護(hù)配置為RCS-901B高頻閉鎖方向保護(hù)、WXH-802高頻閉鎖距離保護(hù)裝置，3370、3372斷路器保護(hù)配置為WDLK-862保護(hù)裝置。經(jīng)檢查，現(xiàn)場(chǎng)RCS-901B溝通三跳為保護(hù)動(dòng)作常開接點(diǎn)串溝通三跳常閉接點(diǎn)去操作箱起動(dòng)三相跳閘（TJR）繼電器的方式。

圖3 溝通三跳Fig.3 Communication triple trip

鑒于此，單從壓板投入及外觀認(rèn)識(shí)，容易得到一個(gè)錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)：溝通三跳是通過溝通三跳壓板 （LP21）、溝通三跳3372斷路器壓板（LP4），溝通三跳 3370斷路器壓板（LP8）三者構(gòu)成與邏輯實(shí)現(xiàn)的，也就是說3個(gè)壓板都投入才能實(shí)現(xiàn)溝通三跳功能。其實(shí)不然，RCS-900系列裝置之所以設(shè)置溝通三跳壓板（LP21），是考慮其裝置的通用性，即不僅適用3/2接線方式，也適用220kV電壓等級(jí)的雙母線接線。在雙母線接線中，設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定每一套線路保護(hù)均應(yīng)含重合閘功能，并設(shè)置“停用重合閘”壓板（現(xiàn)場(chǎng)命名“溝通三跳”壓板），“停用重合閘”壓板投入時(shí)，閉鎖重合閘，任何故障均三相跳閘[3]。按照設(shè)計(jì)規(guī)范要求，220kV電網(wǎng)保護(hù)雙重化配置的同時(shí)意味著重合閘裝置也是雙重化的，此時(shí)兩套重合閘裝置同時(shí)異常的概率是相當(dāng)?shù)偷?，?dāng)其中一套重合閘裝置異常不允許重合時(shí)，只有滿足該裝置只選相跳閘的條件下，才能保證另一套重合閘裝置正確動(dòng)作。事實(shí)上，現(xiàn)在的220 kV線路保護(hù)裝置也是按此邏輯設(shè)計(jì)的，即在單相故障時(shí)，當(dāng)其中一套保護(hù)屏上的重合閘切換把手切至“停用”或者重合閘裝置異常時(shí)，僅僅是將自己的重合閘放電，而保護(hù)的選相功能依然保留，保護(hù)仍然會(huì)單相跳閘，此時(shí)重合閘功能由另一套重合閘裝置完成。故“停用重合閘”壓板（現(xiàn)場(chǎng)命名“溝通三跳”壓板）只是在電網(wǎng)運(yùn)行方式變化，不允許線路重合時(shí)（如線路對(duì)側(cè)直接帶變壓器的接線方式）才投入，確保任何故障都三相跳閘，其他情況下不需要投入此壓板。

由此可見，溝通三跳壓板（LP21）在330 kV及以上3/2接線電網(wǎng)中沒有實(shí)際作用，但在220 kV電壓等級(jí)的雙母線接線電網(wǎng)中，其作用就是當(dāng)重合閘退出或者停用時(shí)，實(shí)現(xiàn)與圖3功能相同的溝通三跳功能，即任何故障都三相跳閘。因此，造成此次事故直接原因是運(yùn)行人員對(duì)“溝通三跳”壓板及溝通三跳回路認(rèn)識(shí)不夠，混淆溝通三跳3372斷路器壓板（LP4）、溝通三跳3370斷路器壓板（LP8）、溝通三跳壓板（LP21）的作用，進(jìn)而誤投壓板，導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)作。

3 防范對(duì)策

3.1 開展溝三跳專題培訓(xùn)，提高運(yùn)行人員專項(xiàng)技能

培訓(xùn)的重點(diǎn)是要讓運(yùn)行人員明白“溝通三跳”的由來及典型方式。為什么要設(shè)計(jì)“溝通三跳”？當(dāng)線路發(fā)生單相故障，且重合閘裝置出現(xiàn)重合閘充電未滿、重合閘方式為三相重合閘方式或退出、重合閘CPU告警、重合閘裝置失電時(shí)，線路保護(hù)選相跳閘，造成線路非全相運(yùn)行[4-5]。對(duì)于不允許非全相運(yùn)行的線路，要靠線路斷路器本體的三相不一致保護(hù)去跳閘，而三相不一致保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間需要經(jīng)過一個(gè)比較長(zhǎng)的延時(shí)（一般為1．5 s），這個(gè)延時(shí)對(duì)于220 kV及以上的電力系統(tǒng)會(huì)造成很大影響，故設(shè)計(jì)“溝通三跳”，不經(jīng)延時(shí)三相直接跳閘，即“溝通三跳”是一個(gè)直接三相跳閘命令。

對(duì)于寧夏330 kV及以上3/2斷路器接線方式的線路來說，均采用配置帶自動(dòng)重合閘的斷路器保護(hù)和不帶重合閘的線路保護(hù)，線路保護(hù)和斷路器保護(hù)分開組屏。溝通三跳主要有三種方式：方式l：線路保護(hù)動(dòng)作接點(diǎn)串接溝通三跳接點(diǎn)連接到操作箱的 TJQ或 TJR回路，如圖 3所示，圖中 J2、J5、J7為線路保護(hù)單跳動(dòng)作后閉合的接點(diǎn)；GTST為斷控裝置中重合閘溝通三跳接點(diǎn)，當(dāng)GTST接點(diǎn)閉合，線路保護(hù)發(fā)出單跳令后，就會(huì)啟動(dòng) TJR，實(shí)現(xiàn)三相跳閘 方式 2：在操作箱 A，B，C相分相跳閘出口處通過溝通三跳接點(diǎn)GTSTl，GTST2并接，如圖4所示。這樣，線路保護(hù)發(fā)任何一相單跳令時(shí)均可由GTST接點(diǎn)接通三相出口回路而實(shí)現(xiàn)三跳。方式3：任何故障線路保護(hù)動(dòng)作后由微機(jī)斷路器保護(hù)的邏輯判斷是否滿足溝通三跳條件，滿足條件則由斷路器保護(hù)發(fā)出三相跳令[6]，具體邏輯如圖5所示。

上述3種方式中，寧夏電網(wǎng)在2008年以前投入運(yùn)行的線路主要采用方式1和方式2，其中方式2主要針對(duì)斷路器輔助保護(hù)（含操作箱）采用南自廠家PSL-632型保護(hù)裝置（操作箱型號(hào)FCX-22HP）；2008年以后投入電網(wǎng)運(yùn)行的線路溝通三跳均按照設(shè)計(jì)規(guī)范要求[7]，采用方式3，即由軟件實(shí)現(xiàn)。

圖4 溝通三跳Fig.4 Communication triple trip

圖5 溝通三跳邏輯Fig.5 The logic of communication triple trip

3.2 加強(qiáng)專業(yè)技術(shù)管理、規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)操作流程

針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)RCS-900系列線路保護(hù)裝置的特殊性，繼電保護(hù)管理部門應(yīng)安排專業(yè)技術(shù)人員在全網(wǎng)范圍內(nèi)檢查3/2接線方式下溝通三跳壓板（LP21）的實(shí)際用途，確定沒有用的壓板，可采用拆除壓板或者拆除壓板接線的策略；其次，運(yùn)行管理部門應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行規(guī)程中增加RCS-900系列溝通三跳壓板（LP21）投退說明。

4 結(jié)束語

對(duì)于采用單相重合閘的線路，當(dāng)重合閘裝置不能完成預(yù)先賦予的重合使命時(shí)，單跳就不再有意義，甚至可能造成開關(guān)的長(zhǎng)期非全相運(yùn)行，此時(shí)應(yīng)溝通斷路器的三相跳閘回路，并不再重合。但是由于溝通三跳回路接線較為復(fù)雜，部分運(yùn)行維護(hù)人員不能正確理解溝通三跳的含義，造成現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)屏溝通三跳壓板的投退不規(guī)范，給電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行帶來了一定的隱患。因此，對(duì)于運(yùn)行維護(hù)人員，必須熟悉自己管轄范圍內(nèi)電網(wǎng)的保護(hù)配置，掌握溝通三跳的各種方式，方能確保日常操作的正確性，進(jìn)而保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì).GB/T 14285—2006.繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程[S].北京.中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)，2006.

[2]RCS-900微機(jī)線路保護(hù)裝置技術(shù)說明書[Z].南京南瑞繼保電氣有限公司，2003.

[3]國(guó)家電網(wǎng)公司.Q/GDW 161—2007.線路保護(hù)及輔助裝置標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京.國(guó)家電力調(diào)度通信中心，2008.

[4]江蘇電力公司.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與實(shí)用技術(shù)[M].北京:中國(guó)電力出版社，2006.

[5]路改強(qiáng)，劉敏.淺析500 kV系統(tǒng)中3／2接線方式線路重合閘[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2009，37（23）:141-144 LU Gai-qiang，LIU Min.Analysis of 3/2 connection mode Une ncIosin2 in 500 kV system[J].Power System Protection and Control，2009，37（23）:141-144.

[6]唐劍東，夏利霞.線路保護(hù)溝通三跳功能分析及探討[J].湖南電力，2010，30（6）：49-53.TANG Jian-dong，XIA Li-xia.Communication triple trip function of line protection analysis and discussion[J].Hunan Electric Power，2010，30（6）：49-53.

[7]張蒙正，李斌，王君，等.關(guān)于RBCC動(dòng)力系統(tǒng)的思考[J].火箭推進(jìn)，2013（1）：1-7.ZHANG Meng-zheng，LI Bin，WANG Jun，et al.Thinking about RBCC propulsion system[J].Journal of Rocket Propulsion,2013（1）：1-7.