500kV換流站開關(guān)重合閘失敗情況分析

曾 鵬（國網(wǎng)湖北省電力公司，湖北武漢430077）

500kV換流站開關(guān)重合閘失敗情況分析

曾 鵬（國網(wǎng)湖北省電力公司，湖北武漢430077）

針對(duì)湖北某換流站某500kV交流線路B相故障開關(guān)重合閘失敗的異常情況，通過現(xiàn)場(chǎng)檢查和保護(hù)動(dòng)作分析，找出其原因是本體三相不一致時(shí)間繼電器故障導(dǎo)致。

換流站；開關(guān)重合閘；動(dòng)作時(shí)序；三相不一致時(shí)間繼電器

1 故障基本情況

500kV換流站某500kV交流線路B相故障，線路差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，該線路開關(guān)5052三相跳開，重合閘失?。辉摼€路開關(guān)5053 B相跳開，隨后重合閘成功。

2 檢查情況

（1）查看500kV交流線路故障測(cè)距裝置測(cè)距信息，行波測(cè)距為距本站91.4kM，B相故障電流6.620kA，本次故障是由于B相線路瞬時(shí)故障引起的，故障錄波裝置波形如圖1。

圖1 交流故障錄波裝置波形

（2）檢查5052開關(guān)保護(hù)柜，發(fā)現(xiàn)開關(guān)操作箱上僅有“一組跳B”、“二組跳B”（跳開B相）信號(hào)燈點(diǎn)亮，跳A、跳C信號(hào)燈未點(diǎn)亮，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備情況如圖2。

（3）查看5052開關(guān)保護(hù)動(dòng)作報(bào)告，發(fā)現(xiàn)5052開關(guān)B相跟跳正常，但在距離B相跳開后約380ms左右收到A、C相跳位信號(hào)，重合閘不成功。

（4）檢查5052開關(guān)LCP柜就地報(bào)警指示面板及繼電器狀態(tài)，未見任何異常信號(hào)。

圖2 5052開關(guān)保護(hù)柜面板

（5）檢查5052開關(guān)三相壓力、儲(chǔ)能正常，手動(dòng)合5052開關(guān)三相正常。

3 異常分析判斷

3.1 保護(hù)動(dòng)作時(shí)序分析

從開關(guān)保護(hù)故障錄波波形來看，第5ms保護(hù)啟動(dòng)，第29ms B相跟跳開入持續(xù)約55ms后返回，第84ms保護(hù)裝置重合閘功能啟動(dòng)（延時(shí)定值為1000ms），第399ms裝置收到A、C相跳閘位置信號(hào)，三相跳閘位置產(chǎn)生閉鎖重合閘，溝通三跳，重合閘失敗。

3.2 5052開關(guān)A、C相同時(shí)跳開原因分析

（1）相關(guān)保護(hù)動(dòng)作發(fā)出A、C相跳閘指令，經(jīng)操作箱出口跳開A、C相開關(guān)；

（2）控制系統(tǒng)發(fā)出A、C相分閘指令，經(jīng)操作箱分開A、C相開關(guān)；

（3）本體三相不一致保護(hù)動(dòng)作，不經(jīng)操作箱出口，直接作用于跳閘線圈分開A、C相開關(guān)（見圖3）。

從操作箱出口跳閘繼電器啟動(dòng)故障錄波回路來看，無論是保護(hù)裝置跳閘還是測(cè)控裝置跳閘，均會(huì)使TBJ繼電器勵(lì)磁，從而使故障錄波裝置TFR31監(jiān)視到跳閘指令變位。

針對(duì)第（1）種情況，當(dāng)保護(hù)裝置發(fā)出跳開A、C相指令時(shí)，保護(hù)裝置會(huì)有相關(guān)保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，操作箱上會(huì)有第一組或第二組跳A、跳C信號(hào)燈亮，而現(xiàn)場(chǎng)檢查情況卻是保護(hù)裝置無任何其他動(dòng)作信號(hào)，且斷路器操作箱上跳A、跳C指示燈未點(diǎn)亮（見圖2），表明A、C相跳閘并非由保護(hù)裝置動(dòng)作引起；

圖3 操作箱出口跳閘回路示意圖

針對(duì)第（2）種情況，當(dāng)控制系統(tǒng)發(fā)出開關(guān)分閘指令時(shí)，TBJ繼電器勵(lì)磁，其輔助接點(diǎn)會(huì)立即啟動(dòng)交流故障錄波裝置TFR31。查看TFR31故障時(shí)刻波形（見圖1），無A、C相跳閘指令變位，表明A、C相開關(guān)跳開不是由于控制系統(tǒng)誤發(fā)跳閘指令引起的?，F(xiàn)場(chǎng)人員對(duì)跳閘回路接線情況進(jìn)行了核實(shí)，接線與設(shè)計(jì)圖紙相符，排除了操作箱出口跳閘的可能性。

針對(duì)第（3）種情況，分析5052開關(guān)三相不一致保護(hù)二次回路，如圖4。

5052開關(guān)LCP柜內(nèi)三相不一致跳閘回路有兩路，分別控制開關(guān)第一、第二跳圈。以第一組跳閘回路為例，兩個(gè)三相不一致時(shí)間繼電器47、47-1勵(lì)磁線圈、接點(diǎn)完全并聯(lián)使用，任何一個(gè)繼電器勵(lì)磁達(dá)到動(dòng)作時(shí)間，其常開接點(diǎn)3-11、4-12均會(huì)閉合。其中，3-11接點(diǎn)啟動(dòng)三相不一致報(bào)警繼電器向后臺(tái)發(fā)出報(bào)警信號(hào)、點(diǎn)亮本地LCP柜上報(bào)警面板指示燈，同時(shí)形成自保持回路，除非手動(dòng)復(fù)位，否則信號(hào)一直保持；4-12接點(diǎn)導(dǎo)通后，立即使47X繼電器勵(lì)磁，溝通第一組跳閘線圈回路，使處于合位的開關(guān)分開，從而實(shí)現(xiàn)三相不一致保護(hù)跳閘功能。從回路設(shè)計(jì)特點(diǎn)看，三相不一致報(bào)警回路不能完全真實(shí)反映三相不一致保護(hù)動(dòng)作狀態(tài)，當(dāng)跳閘回路異常而報(bào)警回路正常時(shí)，三相不一致報(bào)警信號(hào)不能正常發(fā)出。

現(xiàn)場(chǎng)使用的三相不一致時(shí)間繼電器為國產(chǎn)LTD3000型110V繼電器。繼電器有兩個(gè)延時(shí)整定滾輪，其中滾輪I控制3-11接點(diǎn)（報(bào)警接點(diǎn)）延時(shí)導(dǎo)通，滾輪Ⅱ控制4-12接點(diǎn)（跳閘接點(diǎn)）延時(shí)導(dǎo)通。當(dāng)Ⅰ延時(shí)回路出現(xiàn)異常時(shí)，將導(dǎo)致誤發(fā)三相不一致報(bào)警信號(hào)，當(dāng)Ⅱ延時(shí)回路出現(xiàn)異常時(shí)，將導(dǎo)致三相不一致保護(hù)動(dòng)作異常。

當(dāng)?shù)谝唤M跳閘回路、第二組跳閘回路中任何一個(gè)三相不一致時(shí)間繼電器Ⅱ延時(shí)出現(xiàn)異常，都將導(dǎo)致三相不一致保護(hù)動(dòng)作。由于本體三相不一致保護(hù)跳閘不經(jīng)過操作箱出口，且跳閘指令未引入故障錄波，因此A、C相開關(guān)跳開后操作箱出口跳閘指示燈未點(diǎn)亮，且故障錄波裝置未收到A、C相跳閘指令信息，只有B相跳閘指令信息。

由此可以推斷故障發(fā)展過程為：當(dāng)5052開關(guān)B相故障跳開后，在重合閘延時(shí)（定值為1000ms）過程中，本體三相不一致時(shí)間繼電器（47、47-1、472、472-1）中某一個(gè)II延時(shí)未達(dá)到整定時(shí)間（2500ms），在B相跳開后約335ms左右動(dòng)作，致使4-12接點(diǎn)提前閉合，非正常啟動(dòng)三相不一致保護(hù)，拉開A、C相開關(guān)，導(dǎo)致重合閘不成功。由于三相不一致保護(hù)跳閘回路和報(bào)警回路分開，在三相不一致跳閘回路異常時(shí)未發(fā)出不一致保護(hù)動(dòng)作的報(bào)警信號(hào)。

圖4 三相不一致跳閘回路示意圖

后續(xù)該線路停電檢修，對(duì)5051、5052開關(guān)匯控柜內(nèi)8個(gè)三相不一致時(shí)間繼電器進(jìn)行了更換，更換前測(cè)試新的時(shí)間繼電器合格，更換后測(cè)試原有的時(shí)間繼電器，發(fā)現(xiàn)存在一些問題：

（1）5052開關(guān)LCP柜內(nèi)“472”繼電器在第一次、第二次檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)結(jié)果均為508ms延時(shí)Ⅰ動(dòng)作，后測(cè)試人員不小心磕碰繼電器外殼，再次對(duì)該繼電器進(jìn)行測(cè)試，動(dòng)作時(shí)間變?yōu)?516ms。

（2）5052開關(guān)LCP柜內(nèi)“47”繼電器經(jīng)檢測(cè)，延時(shí)Ⅰ、延時(shí)Ⅱ動(dòng)作時(shí)間均在2270ms左右，未達(dá)到2500ms延時(shí)提前動(dòng)作。

（3）模擬進(jìn)行5051、5052開關(guān)三相不一致保護(hù)傳動(dòng)試驗(yàn)，保護(hù)按整定的延時(shí)正確動(dòng)作；臨時(shí)改變5051、5052重合閘動(dòng)作時(shí)間至2.2S，略低于三相不一致保護(hù)動(dòng)作整定時(shí)間2.5S，模擬該線路發(fā)生單相瞬時(shí)性故障，5051、5052開關(guān)均正確重合，三相不一致保護(hù)沒有動(dòng)作。

4 分析結(jié)論及建議

從以上的檢查分析情況來看，5052開關(guān)“472”繼電器延時(shí)存在問題，是導(dǎo)致該線路B相故障時(shí)5052開關(guān)重合失敗的原因。

TM561

A

2095-2066（2016）32-0033-02

2016-11-3

曾 鵬（1984-），男，工程師。