論LFP—941D保護(hù)裝置重合閘誤動(dòng)分析與處理

魏國(guó)華 王巍 范相濤 焦洋 李延龍 王月

【摘要】自動(dòng)重合閘裝置是用來(lái)實(shí)現(xiàn)線(xiàn)路故障跳閘后開(kāi)關(guān)自動(dòng)重合，提高供電可靠性，當(dāng)重合閘充電時(shí)間與開(kāi)關(guān)儲(chǔ)能時(shí)間不相匹配時(shí)，將造成開(kāi)關(guān)多次重合，會(huì)對(duì)斷路器本體及系統(tǒng)造成嚴(yán)重影響。本文從實(shí)際出發(fā)分析了LFP-941D保護(hù)裝置重合閘誤動(dòng)作原因，并引入“虛擬壓力接點(diǎn)”實(shí)現(xiàn)了斷路器彈簧正在儲(chǔ)能時(shí)，重合閘不能充電，儲(chǔ)能完成后重合閘開(kāi)始充電，有效解決了LFP-941D重合閘誤動(dòng)問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】重合閘；虛擬壓力接點(diǎn)；重合閘充電

1.引言

電力系統(tǒng)在運(yùn)行中，架空線(xiàn)路可能發(fā)生各種故障，而這些故障大都是瞬時(shí)性故障，在線(xiàn)路被繼電保護(hù)裝置迅速動(dòng)作斷開(kāi)斷路器，故障點(diǎn)的絕緣水平可自行恢復(fù)，故障隨即消失，此時(shí)如果把斷開(kāi)的線(xiàn)路斷路器重新合上，就能恢復(fù)正常供電，因此各種類(lèi)型的110kV保護(hù)裝置包括LFP-941D均設(shè)有三相一次重合閘功能，為保證一次性重合閘，重合閘必須在充電完成后才能工作，如果重合閘在線(xiàn)路故障時(shí)不正確動(dòng)作重合兩次，這是電力系統(tǒng)所不允許的。斷路器在很短的時(shí)間內(nèi)連續(xù)分-合兩次，將使其工作條件變得更加惡劣，電力系統(tǒng)安全運(yùn)行受到嚴(yán)重威脅。

重合閘在電力系統(tǒng)中是為了減少線(xiàn)路的停電次數(shù)，提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，若因?yàn)橹睾祥l裝置在線(xiàn)路故障時(shí)多次動(dòng)作，破壞了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，違反了電力系統(tǒng)安全規(guī)程，這是不允許的，因此如何從工程實(shí)際出發(fā)解決重合閘誤動(dòng)變的尤為重要。

2.LFP-941D重合閘動(dòng)作實(shí)例分析

本文從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際出發(fā)，分析了秦皇島地區(qū)某站某條110kV線(xiàn)路故障時(shí)保護(hù)動(dòng)作過(guò)程以及重合閘實(shí)際動(dòng)作情況。此線(xiàn)路采用LFP-941D型保護(hù)裝置，配置了距離保護(hù)、零序保護(hù)、后加速保護(hù)以及三相一次重合閘。其軟件設(shè)計(jì)上的區(qū)別在于其他保護(hù)裝置保護(hù)程序中，起動(dòng)元件動(dòng)作后將保持7秒方返回，而LFP-941D的起動(dòng)元件動(dòng)作后不展寬7秒，而由距離III段或零序電流保持，當(dāng)距離III段和零序電流都返回后，再延時(shí)200ms返回。

2.1 重合閘動(dòng)作過(guò)程

2012年某站某線(xiàn)路發(fā)生永久性故障，LFP-941D繼電保護(hù)裝置保護(hù)啟動(dòng)，25ms后距離保護(hù)一段保護(hù)動(dòng)作開(kāi)關(guān)跳閘，故障相為C相，1598ms重合閘動(dòng)作，重合閘重合不成功，1725ms后加速動(dòng)作，加速跳閘，開(kāi)關(guān)開(kāi)始儲(chǔ)能，經(jīng)過(guò)20S延時(shí)后開(kāi)關(guān)再次重合，現(xiàn)場(chǎng)檢查保護(hù)無(wú)異常。

2.2 LFP-941D重合閘的缺陷以及危害

從上面的動(dòng)作過(guò)程，可以知道開(kāi)關(guān)進(jìn)行了兩次重合，正常情況下開(kāi)關(guān)只允許一次重合，若重合于永久性故障，后加速動(dòng)作，開(kāi)關(guān)永跳不再進(jìn)行重合。然而LFP-941D保護(hù)裝置沒(méi)有滿(mǎn)足這一要求，后加速動(dòng)作后，開(kāi)關(guān)短時(shí)間內(nèi)又進(jìn)行重合，如果此時(shí)故障還存在，保護(hù)裝置會(huì)重復(fù)上述動(dòng)作過(guò)程，將使電力系統(tǒng)多次受到故障的沖擊以及斷路器在很短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行多次切斷電弧，將會(huì)對(duì)斷路器本體造成嚴(yán)重影響，甚至可以導(dǎo)致開(kāi)關(guān)爆炸，威脅系統(tǒng)穩(wěn)定性。

3.重合閘誤動(dòng)原因分析

3.1 重合閘充電條件

LFP-941D繼電保護(hù)裝置在如下條件均滿(mǎn)足時(shí)，重合閘充電計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，充電時(shí)間為15s。

（1）KK在“合后”位置，開(kāi)人保護(hù)裝置的跳閘位置繼電器不動(dòng)作。

（2）重合閘啟動(dòng)回路不動(dòng)作。

（3）沒(méi)有閉鎖重合閘開(kāi)人。

（4）重合閘不在停用位置。

3.2 重合閘放電條件

LFP-941D繼電保護(hù)裝置在如下條件均滿(mǎn)足時(shí)，重合閘開(kāi)始放電。

（1）重合閘方式在停用位置。

（2）收到外部閉鎖重合閘信號(hào)時(shí)立即放電。

（3）斷路器合閘壓力低于重合閘要求時(shí)，延時(shí)放電。

3.3 重合閘啟動(dòng)方法

LFP-941D保護(hù)裝置采用三相一次重合閘方式，有兩種起動(dòng)方式：保護(hù)起動(dòng)和位置不對(duì)應(yīng)起動(dòng)。不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)方式簡(jiǎn)單可靠，可以糾正斷路器誤碰或偷跳，提高供電可靠性和系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，各級(jí)電網(wǎng)中具有良好運(yùn)行效果，是所有重合閘的基本啟動(dòng)方式。保護(hù)起動(dòng)是不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)方式的補(bǔ)充，重合閘過(guò)程中需要進(jìn)行一些保護(hù)的閉鎖，需要一個(gè)由保護(hù)啟動(dòng)的重合閘啟動(dòng)元件。

3.4 重合閘誤動(dòng)原因

從保護(hù)裝置動(dòng)作過(guò)程、重合閘充放電條件以及重合閘啟動(dòng)方式可知，短路故障發(fā)生時(shí)接地距離I段保護(hù)動(dòng)作，重合不成功，裝置加速跳閘。此時(shí)斷路器合閘彈簧開(kāi)始儲(chǔ)能，儲(chǔ)能時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)約為18.6s，合閘彈簧儲(chǔ)能限位開(kāi)關(guān)常閉接點(diǎn)S04打開(kāi)或斷路器SF6壓力在閉鎖臨界，SF6閉鎖繼電器常閉接點(diǎn)K03打開(kāi)，如圖1所示，合閘回路不通，控制回路斷線(xiàn)，待永跳接點(diǎn)返回并超過(guò)了重合閘充電時(shí)間，充電時(shí)間小于18s即永跳后TWJ不動(dòng)作，保護(hù)裝置采不到斷路器跳閘位置，保護(hù)裝置自動(dòng)判斷路器為合閘位置，重合閘將會(huì)完成充電。此時(shí)彈簧儲(chǔ)能完成或斷路器SF6閉鎖繼電器常閉接點(diǎn)閉合，合閘回路接通，TWJ動(dòng)作，保護(hù)裝置將判斷為斷路器位置不對(duì)應(yīng)，立即起動(dòng)重合閘，使斷路器再次合閘，如果線(xiàn)路還有故障，將會(huì)使系統(tǒng)再次受到短路電流的沖擊，并重復(fù)跳-合閘現(xiàn)象，這樣會(huì)對(duì)斷路器本體及系統(tǒng)造成嚴(yán)重影響。

4.工程應(yīng)用處理方法

由重合閘充電條件可知，是根據(jù)跳閘位置繼電器TWJ不動(dòng)作判斷斷路器在“合閘”位置，而對(duì)于斷路器處于分閘位置彈簧儲(chǔ)能沒(méi)有完成時(shí)，斷路器的合閘回路不通，TWJ的動(dòng)作情況保護(hù)裝置無(wú)法分辨，保護(hù)裝置因無(wú)法收到跳閘位置信號(hào)，判定為斷路器在合閘位置，對(duì)此問(wèn)題引入“虛擬壓力接點(diǎn)”進(jìn)行解決?！疤摂M壓力接點(diǎn)”并不是斷路器本身SF6氣體壓力低接點(diǎn)，而是借助外界引入開(kāi)入，致使保護(hù)裝置本身的合閘壓力繼電器按邏輯動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)斷路器彈簧正在儲(chǔ)能時(shí)，重合閘不能充電，儲(chǔ)能完成后重合閘開(kāi)始充電，合理解決重合閘充電時(shí)間與斷路器儲(chǔ)能時(shí)間不合理問(wèn)題，避免了重合閘多次合閘。

4.1 虛擬壓力接點(diǎn)閉鎖重合閘充電

4.2 虛擬壓力接點(diǎn)選取

5.結(jié)論

線(xiàn)路重合閘是保證電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要條件，而多次重合閘又將給電網(wǎng)帶來(lái)災(zāi)難性后果，通過(guò)引入“虛擬壓力接點(diǎn)”在彈簧未儲(chǔ)能時(shí)閉鎖重合閘充電，在彈簧儲(chǔ)能完畢后，重合閘開(kāi)始充電，避免了重合閘充電時(shí)間和彈簧儲(chǔ)能時(shí)間不合理問(wèn)題，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際模擬不在出現(xiàn)重合閘多次合閘的現(xiàn)象，有效解決了重合閘充電時(shí)間和開(kāi)關(guān)儲(chǔ)能時(shí)間相配合問(wèn)題，希望在今后設(shè)備驗(yàn)收過(guò)程中可以借鑒。

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