110kV備自投與線路重合閘配合異常事件分析

陳明武

摘要：近年來，隨著對供電可靠性要求的提高，越來越多變電站配置了備自投裝置。備自投裝置是當(dāng)工作電源因故障斷開后，能迅速地投入備用電源，保證用戶連續(xù)供電的設(shè)備。而線路自動(dòng)重合閘裝置是將因故障跳開后的斷路器，自動(dòng)重合的一種自動(dòng)裝置。兩者間通過密切配合，可以極大提高供電可靠性，本文主要是針對110kV備自投與線路重合閘配合異常事件進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：備自投裝置;重合閘;配合;不對應(yīng)啟動(dòng)

引言

架空線路絕大多數(shù)的故障都是瞬時(shí)性的，瞬時(shí)故障率超過80%，瞬時(shí)性故障一般順序如下：保護(hù)動(dòng)作跳斷路器→熄弧→故障消失→保護(hù)重合斷路器→供電恢復(fù)，這種情況下，備自投裝置不會動(dòng)作。而當(dāng)遇到永久性故障，斷路器重合失敗或者不重合時(shí)，備自投裝置就會動(dòng)作合上備用電源。如果線路重合閘與備自投裝置配合不當(dāng)時(shí)，將無法達(dá)到預(yù)期效果。

1、異常事件簡述

2019年2月17日23：45：02.646，虎山站#1、#2主變相繼跳閘，110kV河谷站主供線路失電。23：45：02.513，備自投動(dòng)作，跳開中谷線105開關(guān)，合上九河線106開關(guān)，隨后，中谷線保護(hù)裝置“重合閘”又動(dòng)作將中谷線105開關(guān)，導(dǎo)致合環(huán)運(yùn)行。

2、不同工況下重合閘相關(guān)問題探討

2.1線路采用液壓機(jī)構(gòu)的斷路器

線路永久性故障，液壓機(jī)構(gòu)斷路器壓力不足，無法在斷路器起動(dòng)、重合和加速后開始壓縮。此時(shí)，盡管控制電路斷開，twj操作箱無法打開，但機(jī)構(gòu)建立了低壓鎖相環(huán)，關(guān)閉延時(shí)保護(hù)裝置400 ms，加載鎖相環(huán)，因此沒有重新接通現(xiàn)象。

2.2110kV及以下電壓等級的線路

110kV斷路器一般采用三相開關(guān)的連接機(jī)構(gòu)，連接方式為三相重合，110kV斷路器采用彈簧機(jī)構(gòu)具有相同的情況。

2.3110kV開關(guān)重合閘設(shè)置為單重方式

重裝配制動(dòng)器設(shè)置為單重模式，如果開關(guān)的存儲容量和保護(hù)重裝配制動(dòng)器的加載時(shí)間不足，則線路永久故障時(shí)會發(fā)生多次重合。

2.4正常操作開關(guān)合閘或保護(hù)年檢調(diào)試

在正常操作或現(xiàn)場開發(fā)時(shí)，工作人員首先發(fā)送保護(hù)裝置電源，然后發(fā)送操作箱控制電源。一旦兩個(gè)電源之間的通電時(shí)間間隔滿足故障轉(zhuǎn)移端口的充電時(shí)間要求，該故障轉(zhuǎn)移端口就不符合其啟動(dòng)邏輯，并且出現(xiàn)意外的故障轉(zhuǎn)移端口。

3、異常動(dòng)作事件原因查找與分析

3.1備自投裝置與線路重合閘動(dòng)作原理

備自投完成充電后，當(dāng)滿足啟動(dòng)條件：母聯(lián)運(yùn)行情況下，兩段母線均滿足三相電壓<Uwy;母聯(lián)檢修情況下，任一運(yùn)行母線滿足三相電壓<Uwy;所有主供單元均滿足無流條件，裝置啟動(dòng)跳主供線路，并確認(rèn)主供開關(guān)在分位后，合備投線路，如果合于故障（備投元件的任一相電流大于加速電流定值），加速跳閘，備投失敗。合備投線路后，在Th時(shí)間內(nèi)失壓母線電壓恢復(fù)，備投成功。

3.2重合閘動(dòng)作原理

電源系統(tǒng)集中功能內(nèi)置于線路保護(hù)中，可在斷路器關(guān)閉后自動(dòng)恢復(fù)保護(hù)開關(guān)，快速恢復(fù)正常電源，提高電源可靠性。110kV斷路器及其后的電壓級是三相操作單元，其中三相保護(hù)開關(guān)的驅(qū)動(dòng)是機(jī)械連接的。因此，通常使用三相重合保護(hù)機(jī)制，在該機(jī)制中，線路上發(fā)生的所有干擾都是三相重合的，如果碰撞在持續(xù)故障的情況下繼續(xù)進(jìn)行。重合制動(dòng)力矩有兩種起始方式：位置與起始方式不同。當(dāng)斷路器檢測到繼電器在制動(dòng)位置關(guān)閉時(shí)，斷路器現(xiàn)在處于靜止?fàn)顟B(tài)（TWJ=1）。但是kk控制開關(guān)處于組合狀態(tài)，表明原來的斷路器已就位。如果兩個(gè)位置不匹配，則激活重合制動(dòng)力矩的方式稱為不符合起始方法的位置。不正確地接通重合制動(dòng)電阻可能會導(dǎo)致電路短路，斷路器會在斷路器接通后激活，或者斷路器會在斷路器接通后啟動(dòng)（盜竊意味著系統(tǒng)沒有短路，或者它不是手動(dòng)跳躍板，而是z）。由于操作人員不小心碰到電源按鈕，即斷路器的出口繼電器，因?yàn)槿绻霈F(xiàn)“不足”，保護(hù)沒有準(zhǔn)確的指令，必須相對于通過不適當(dāng)?shù)膯?dòng)嘗試來拆卸制動(dòng)電阻，啟動(dòng)保護(hù)類型。在大多數(shù)情況下，會觸發(fā)保護(hù)罩，因此可以通過保護(hù)觸發(fā)重合保護(hù)罩。當(dāng)斷路器發(fā)出單相跳閘指令并檢查電路的盲電路（通常稱為「單相繼電器動(dòng)作」）時(shí)，或者當(dāng)斷路器發(fā)出三相跳閘指令而三相電路沒有電流（通常稱為「三相繼電器動(dòng)作」）時(shí)，會觸發(fā)重疊開關(guān)。在這種情況下，準(zhǔn)備進(jìn)行決標(biāo)的主回路將關(guān)閉，因?yàn)榛芈繁Ｗo(hù)不是激活斷路器而是通過不匹配來激活匯總狀態(tài)。所以是位置不對應(yīng)啟動(dòng)重合閘。

3.3采用開關(guān)機(jī)構(gòu)彈簧未儲能閉鎖重合閘充電

彈簧未儲能和TWJ繼電器的不完整是導(dǎo)致重合動(dòng)作不能正確備份的主要原因。保護(hù)彈簧未保存的信號可用于鎖定保護(hù)設(shè)備的充電，因此斷路器失靈時(shí)不能充電。機(jī)柜完成后，機(jī)柜只能相對于斷路器的實(shí)際位置進(jìn)行切換。按照電路保護(hù)規(guī)范和輔助裝置5.3.1，彈簧可以打開操作場地的“低壓常開”輸入觸點(diǎn)，無需存放和鎖緊。

3.4用排除法，逐一排除查找

閉合壓力已鎖定，現(xiàn)場檢查顯示開關(guān)壓力為0.45 MPa，符合條件。根據(jù)現(xiàn)場的對策，封閉壓力終端在保護(hù)方面短路，開關(guān)通過自己的開、關(guān)壓力鎖定，從而排除了充電回路鎖定狀態(tài)。控制電路壞了，現(xiàn)在開關(guān)關(guān)了，操作框顯示在閉合位置，沒有“控制電路壞了”信號，電源完好無損，所以消除了充電電路鎖定狀態(tài)。重新連接鎖定裝置，檢查保護(hù)中軟連接器的固定值和外部硬連接器是否未使用，然后排除鎖定裝置充電電路的狀態(tài)。如果您拒絕出口，請檢查軟管接頭的固定值是否已在保護(hù)中投入使用，以及外部硬管接頭是否已投入使用，然后排除加載循環(huán)鎖定狀態(tài)。電視分離閉鎖，檢查入口電壓始終存在，然后排除閉鎖充電電路的狀態(tài)。設(shè)備未啟動(dòng)，但測試設(shè)備正在啟動(dòng)。懷疑防護(hù)裝置發(fā)生故障，面板電源出現(xiàn)故障，并重新啟動(dòng)一次。問題仍然存在，因此加載圓鎖定狀態(tài)被排除在外。TWJ斷電打開，即沒有TWJ，現(xiàn)場開關(guān)處于關(guān)閉位置，保護(hù)操作箱上HWJ紅燈亮，TWJ燈關(guān)，因此也排除了充電圈鎖定狀態(tài)。閉合位置KKJ是磁性鎖定繼電器。接通電源時(shí)繼電器工作并保持磁性，只有手動(dòng)觸發(fā)繼電器時(shí)才會復(fù)位。觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作或開關(guān)時(shí)繼電器不會復(fù)位，因此輸出插頭是閉合的KK位置連接器。當(dāng)主功能開關(guān)不開始反作用時(shí)，位置對應(yīng)于關(guān)閉KK手柄后的KK位置。它適用于無人值守變電站，無需操作面板。在中，與舊保護(hù)不同的是，微機(jī)保護(hù)沒有特殊的封閉位置單元。它可以通過對輸出線路的端子測量驗(yàn)證繼電器是否通電。它內(nèi)置于保護(hù)中，無法衡量。只能輸入110kV中沙線775保護(hù)屏的接口，獲得保護(hù)輸入輸出信息。檢查后發(fā)現(xiàn)KKJ處于“0”位置，這意味著KKJ（閉合位置繼電器）不被按下。KKJ（閉合位置繼電器）本身是否可能壞了？進(jìn)一步檢查后，保護(hù)類人員將接插接頭1D31和1D44（短路），然后查看輸入保護(hù)量信息。退出接口，注意原始接口上的電阻負(fù)載指示器控制字會再次變?yōu)椤?”，表明KKJ（閉合位置繼電器）本身良好且未損壞。異常的重新鎖定是由KKJ（閉合位置繼電器）電路引起的。繼續(xù)搜尋圖面，并檢查KKJ（封閉位置繼電器）之前的電路，以查看導(dǎo)致KKJ（封閉位置繼電器）無法正常工作，并且重新充電失敗的原因。閉合位置kkj無保護(hù)箱;圖中虛線表示正確的開機(jī)方式，即110kV中沙線775開關(guān)在后臺監(jiān)視器或測控裝置上關(guān)閉，使遙控器關(guān)閉，關(guān)閉后位置繼電器KKJ激活并保持磁性，從而完成了“與門”充電狀態(tài);同時(shí)具備位置不對應(yīng)啟動(dòng)重合閘的準(zhǔn)備。

結(jié)束語

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對供電可靠性的要求越來越高，對于具有雙回電源線路的110kV變電站都會配有備自投裝置與線路重合閘，兩者主要通過動(dòng)作時(shí)間及相互間接線保證其配合，所以，不僅要保證線路保護(hù)裝置與備自投裝置之間的接線設(shè)計(jì)正確性，還要加強(qiáng)運(yùn)行及維護(hù)，保證其有效配合。

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