線路故障重合閘未動(dòng)情況分析

李靖翔 王 超

（中國(guó)南方電網(wǎng)超高壓輸電公司廣州局，廣東 廣州510678）

0 引言

在電力系統(tǒng)中，輸電線路特別是架空線路最容易發(fā)生故障，因此必須切實(shí)提高線路輸電的可靠性。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，輸電線路的故障絕大多數(shù)是瞬時(shí)性的，當(dāng)斷路器跳開(kāi)切除故障，待故障點(diǎn)絕緣恢復(fù)后重新合上開(kāi)關(guān)繼續(xù)供電的成功率很高，而重合閘即是實(shí)現(xiàn)使斷路器跳開(kāi)后再重合的一種自動(dòng)裝置，其正確動(dòng)作是維持系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障之一。

本文從原理出發(fā)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)情況，分析了一起開(kāi)關(guān)本體三相不一致繼電器故障導(dǎo)致重合閘未正常動(dòng)作的事例，希望大家有所借鑒。

1 線路故障現(xiàn)象

正常方式下，某變電站220 kV系統(tǒng)為雙母雙分段接線方式。220 kV AY乙線發(fā)生跳閘后，該線的主一、主二動(dòng)作，工作站顯示220 kV AY乙線的開(kāi)關(guān)在分閘位置，在這之前站內(nèi)有小雨，跳閘時(shí)已停。檢查二次保護(hù)裝置發(fā)現(xiàn)主一、主二電流差動(dòng)保護(hù)均動(dòng)作，故障相為B相，測(cè)距該站為20.6 km，故障差動(dòng)二次電流達(dá)到5.46 A，重合閘未動(dòng)作。從工作站監(jiān)視線AY乙線線路有220 kV電壓值，現(xiàn)場(chǎng)檢查確認(rèn)220 kV AY乙線保護(hù)重合閘正常投入。

2 跳閘原因分析

2.1 保護(hù)錄波分析

根據(jù)裝置錄波及報(bào)文，初步判斷B相故障，主一、主二B相差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，重合閘未啟動(dòng)，不一致保護(hù)未動(dòng)作，A、B、C三相跳閘。

2.2 差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作情況分析

根據(jù)裝置錄波及報(bào)文，在故障開(kāi)始時(shí)刻，主一保護(hù)、主二保護(hù)裝置內(nèi)錄波B相電流峰值約為5.5 A，電壓下降，零序電流峰值約為5 A，零序電壓峰值約為42 V，根據(jù)打印報(bào)文，得知B相差動(dòng)電流為AY乙線B相發(fā)生接地故障，持續(xù)時(shí)間40 ms。

主一保護(hù)RCS931裝置差動(dòng)高定值為0.2 A，報(bào)文中B相差動(dòng)電流為5.46 A，電流大于定值，差動(dòng)保護(hù)跳B(niǎo)出口，動(dòng)作時(shí)間為11 ms，B相差動(dòng)保護(hù)正確動(dòng)作。主二保護(hù)RCS931裝置差動(dòng)高定值為0.2 A，報(bào)文中B相差動(dòng)電流為5.46 A，電流大于定值，差動(dòng)保護(hù)跳B(niǎo)出口，動(dòng)作時(shí)間為12 ms，B相差動(dòng)保護(hù)正確動(dòng)作。

從電流、電壓波形可以發(fā)現(xiàn)，在B相差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作之后30 ms左右，B相電壓恢復(fù)正常，電流從5 A變?yōu)?.09 A并且一直在衰減，初步判斷B相開(kāi)關(guān)在保護(hù)啟動(dòng)后大約30 ms時(shí)已經(jīng)斷開(kāi)。

綜上，主一、主二差動(dòng)保護(hù)正確動(dòng)作。

2.3 重合閘動(dòng)作情況分析

AY乙線線路重合閘方式為單重方式，重合閘延時(shí)800 ms。主一、主二保護(hù)裝置差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作后240 ms左右A相、C相均跳開(kāi)，兩相TWJ變位為1，主一、主二保護(hù)均判為多相故障，因此重合閘不出口，故兩套保護(hù)重合閘正確不動(dòng)作。

2.4 斷路器保護(hù)不一致動(dòng)作情況分析

保護(hù)動(dòng)作230 ms時(shí)開(kāi)關(guān)三相已經(jīng)斷開(kāi)，所有的HWJ接點(diǎn)均斷開(kāi)。故AY乙線2139斷路器保護(hù)RCS923裝置不一致接點(diǎn)開(kāi)入一直為0，不一致保護(hù)正確不動(dòng)作。

3 故障處理過(guò)程

運(yùn)行人員將220 kV AY乙線由運(yùn)行轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)后，現(xiàn)場(chǎng)人員分別對(duì)一、二次設(shè)備進(jìn)行故障排查?，F(xiàn)場(chǎng)人員在AY乙線保護(hù)屏1、2內(nèi)做好安措后，采用試驗(yàn)儀對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行重合閘功能檢驗(yàn)，模擬故障時(shí)B相開(kāi)關(guān)跳開(kāi)后單相重合閘。

（1）對(duì)兩塊保護(hù)屏進(jìn)行不投出口壓板的重合閘功能校驗(yàn)時(shí)，RCS931裝置面板B相跳閘與重合閘紅燈亮，重合閘正確動(dòng)作。投入跳A、跳B(niǎo)、跳C出口壓板以及重合閘出口壓板，將2139開(kāi)關(guān)合上，帶開(kāi)關(guān)進(jìn)行B相單跳單重傳動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)檢查2139開(kāi)關(guān)三相跳開(kāi)，保護(hù)裝置除B相差動(dòng)動(dòng)作之外沒(méi)有其他任何報(bào)文，兩套保護(hù)屏內(nèi)的RCS931裝置面板均僅有B相跳閘燈亮，重合閘未動(dòng)作，屏1內(nèi)操作繼電器箱上B相兩個(gè)跳圈紅燈亮，A、C相兩個(gè)跳圈紅燈均未亮。

（2）現(xiàn)場(chǎng)人員觀察到開(kāi)關(guān)動(dòng)作狀況如下：一相先跳開(kāi)，隨后三跳，并且在開(kāi)關(guān)三跳瞬間發(fā)現(xiàn)三相不一致延時(shí)繼電器第Ⅰ回路紅燈亮，開(kāi)關(guān)跳開(kāi)后紅燈熄滅。結(jié)合圖紙與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)情況將故障初步定位在三相不一致延時(shí)繼電器上。

（3）為進(jìn)一步驗(yàn)證開(kāi)關(guān)匯控箱內(nèi)三相不一致延時(shí)繼電器的動(dòng)作情況，于匯控箱內(nèi)在開(kāi)關(guān)三相合位的狀態(tài)下，采用短接法將正電源與此三相不一致延時(shí)繼電器勵(lì)磁的正電端短接，直接勵(lì)磁三相不一致延時(shí)繼電器。按正常情況，該三相不一致延時(shí)繼電器應(yīng)按整定定值延時(shí)2100 ms后跳開(kāi)2139開(kāi)關(guān)三相，但在短接之后發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)跳開(kāi)的延時(shí)明顯小于1 s。

（4）現(xiàn)場(chǎng)檢查人員便將該延時(shí)繼電器拆下，使用測(cè)試儀對(duì)其進(jìn)行動(dòng)作時(shí)間測(cè)試，測(cè)試情況如下：

采用測(cè)試儀對(duì)繼電器原邊加110 V直流電壓，并且將3、11接點(diǎn)以及4、12接點(diǎn)接開(kāi)入量進(jìn)行返回時(shí)間測(cè)試，發(fā)現(xiàn)以上兩對(duì)接點(diǎn)返回時(shí)間均不穩(wěn)定。具體測(cè)試數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 三相不一致延時(shí)繼電器延時(shí)測(cè)試表

與廠家進(jìn)行聯(lián)系并說(shuō)明試驗(yàn)情況后，判定該三相不一致延時(shí)繼電器故障，具體故障原因待返廠試驗(yàn)。該三相不一致延時(shí)繼電器在一年前AY乙線線路保護(hù)定檢及AY乙線跳閘事故中未見(jiàn)異常，均未出現(xiàn)如表1中三相不一致繼電器延時(shí)未達(dá)到整定值即出口動(dòng)作的現(xiàn)象。

（5）在后續(xù)檢查中，多次試驗(yàn)均未發(fā)現(xiàn)保護(hù)裝置出現(xiàn)類(lèi)似于跳閘時(shí)刻B相跳位返回時(shí)間較長(zhǎng)的現(xiàn)象。經(jīng)分析初步判斷為西開(kāi)股份GIS內(nèi)開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)接觸不良所致，但因后續(xù)試驗(yàn)中該現(xiàn)象已消失，為保險(xiǎn)起見(jiàn)，采用備用接點(diǎn)替換了B相位置接點(diǎn)，并進(jìn)行了除銹及干燥處理。新的三相不一致繼電器到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，現(xiàn)場(chǎng)人員采用相同測(cè)試方法對(duì)備品進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果正常，繼電器的兩對(duì)接點(diǎn)動(dòng)作延時(shí)與面板定值2100 ms一致。將備品更換完畢后，再次進(jìn)行了帶2139開(kāi)關(guān)的傳動(dòng)試驗(yàn)，RCS931裝置的動(dòng)作結(jié)果均恢復(fù)正常，開(kāi)關(guān)單相跳開(kāi)后重合成功。

4 暴露問(wèn)題及整改措施

4.1 暴露問(wèn)題

西開(kāi)股份GIS配套的三相不一致延時(shí)繼電器質(zhì)量不高，在戶(hù)外匯控箱內(nèi)長(zhǎng)期運(yùn)行容易造成工作不穩(wěn)定，易導(dǎo)致線路三跳。同時(shí)，該繼電器動(dòng)作后，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)指示裝置，影響人員判斷。

4.2 整改措施

（1）全面檢查同類(lèi)型三相不一致延時(shí)繼電器，對(duì)其特性進(jìn)行測(cè)試，確保現(xiàn)場(chǎng)三相不一致延時(shí)繼電器性能可靠穩(wěn)定。

（2）對(duì)替換該類(lèi)型三相不一致延時(shí)繼電器進(jìn)行研究并加以實(shí)施。目前該類(lèi)型繼電器動(dòng)作后信號(hào)燈無(wú)法保持，現(xiàn)場(chǎng)人員難以對(duì)其是否動(dòng)作進(jìn)行判斷。擬采取工作穩(wěn)定性更好且具備動(dòng)作保持信號(hào)燈的新型三相不一致延時(shí)繼電器對(duì)舊型號(hào)進(jìn)行替換。

5 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)詳實(shí)的錄波數(shù)據(jù)對(duì)此次故障進(jìn)行深入分析，說(shuō)明了在本次常見(jiàn)的線路故障情況下，因開(kāi)關(guān)本體三相不一致繼電器故障導(dǎo)致線路跳閘，而提出了整改措施，且在后續(xù)檢查同類(lèi)型繼電器過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)多個(gè)三相不一致繼電器的動(dòng)作特性與定值不一致。這就為其他有類(lèi)似保護(hù)邏輯和配合問(wèn)題的變電站提供了一定的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。

［1］中國(guó)南方電網(wǎng)超高壓輸電公司.±500 kV興安直流輸電工程寶安換流站運(yùn)行規(guī)程［Z］.2011.

［2］趙畹君.高壓直流輸電工程技術(shù)［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2009.

［3］趙曼勇.線路非全相運(yùn)行時(shí)保護(hù)問(wèn)題探討［J］.繼電器，2003，31（7）：81－83.

［4］雷亞蘭，金釗.斷路器三相不一致保護(hù)拒動(dòng)原因分析［J］.電工技術(shù)，2009（10）：59－60.

［5］廣東省電力調(diào)度中心.廣東省電力系統(tǒng)繼電保護(hù)反事故措施及釋義（2007版）［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2009.