一起220 kV線(xiàn)路開(kāi)關(guān)單相跳閘重合不成功的故障分析及預(yù)控措施

謝卓明

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司云浮供電局，廣東云浮527300）

0 引言

目前220 kV線(xiàn)路在電網(wǎng)中的作用開(kāi)關(guān)正常運(yùn)行方式基本為投單相重合閘，故障形式基本表現(xiàn)為雷電、高桿樹(shù)木等外部條件造成的高阻單相接地故障，單相重合成功率高。本文針對(duì)220 kV線(xiàn)路開(kāi)關(guān)單相跳閘重合不成功的故障案例，對(duì)故障經(jīng)過(guò)及故障原因進(jìn)行了分析，同時(shí)采取了相關(guān)防范措施，提高線(xiàn)路供電可靠性，同時(shí)也為處理同類(lèi)故障提供了可供參考的方法。

1 故障經(jīng)過(guò)

2017-06-23T16：57：07，220 kV云城站220 kV瀧天甲線(xiàn)線(xiàn)路C相發(fā)生故障，主一保護(hù)（縱聯(lián)方向）、主二保護(hù)（縱聯(lián)距離）動(dòng)作，故障48.5 ms后保護(hù)跳開(kāi)了220 kV瀧天甲線(xiàn)2830開(kāi)關(guān)C相，141 ms后2830開(kāi)關(guān)A、B相跳開(kāi)，但兩套保護(hù)的A、B相并沒(méi)有動(dòng)作出口。三相跳開(kāi)，保護(hù)沒(méi)有對(duì)開(kāi)關(guān)重合（對(duì)側(cè)瀧州站開(kāi)關(guān)單跳重合成功）。

故障后，值班人員詳細(xì)檢查220 kV瀧天甲線(xiàn)2830開(kāi)關(guān)現(xiàn)場(chǎng)情況正常后，中調(diào)令合上2830開(kāi)關(guān)，恢復(fù)線(xiàn)路供電。

2 故障分析

事后檢修人員會(huì)同開(kāi)關(guān)及保護(hù)裝置廠家對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行了檢查分析，情況如下：

（1）220 kV瀧天甲線(xiàn)線(xiàn)路及開(kāi)關(guān)保護(hù)裝置。

檢查220kV瀧天甲線(xiàn)線(xiàn)路保護(hù)裝置，主一保護(hù)（RCS-901B）：故障相別為C相，故障相二次電流值為16.99 A，故障零序二次電流值為16.28 A，動(dòng)作元件有：工頻變化量阻抗（10 ms）、縱聯(lián)變化量方向（20 ms）、縱聯(lián)零序方向（20 ms）、距離Ⅰ段動(dòng)作（28 ms），重合閘元件無(wú)動(dòng)作。

主二保護(hù)（RCS-902B）：故障相別為C相，故障相二次電流值為16.97 A，故障零序二次電流值為16.26 A，動(dòng)作元件有：工頻變化量阻抗（10 ms）、縱聯(lián)距離動(dòng)作（21 ms）、縱聯(lián)零序方向（21 ms）、距離Ⅰ段動(dòng)作（28 ms），重合閘元件無(wú)動(dòng)作。檢查2830開(kāi)關(guān)失靈保護(hù)（RCS-923）：C相失靈起動(dòng)（10 ms），起動(dòng)后開(kāi)入量變位有：跳閘位置開(kāi)入0→1（64 ms）、不一致開(kāi)入0→1（64 ms）、不一致開(kāi)入1→0（125 ms）。主一、主二保護(hù)單相重合閘時(shí)間定值均為800 ms，開(kāi)關(guān)失靈保護(hù)（RCS-923）的三相不一致動(dòng)作時(shí)間定值為1.5 s。

開(kāi)關(guān)操作箱C相跳閘指示燈亮，A、B相跳閘指示燈不亮。

檢查完成后，檢修人員核對(duì)了線(xiàn)路及開(kāi)關(guān)保護(hù)定值，并模擬C相瞬時(shí)接地對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行試驗(yàn)，保護(hù)正確動(dòng)作跳開(kāi)C相，并重合成功。

（2）220 kV錄波裝置。

檢查220 kV錄波裝置220 kVⅠ段母線(xiàn)電壓、220 kV瀧天甲線(xiàn)電流。故障前220 kVⅠ段母線(xiàn)電壓、220 kV瀧天甲線(xiàn)電流正常，負(fù)荷電流二次峰值為1.5 A。故障時(shí)0～70 ms的故障二次電流峰值為Ia：1.796 A；Ib：3.998 A；Ic：33.409 A；3I0：1.243 A；3U0：130.278 V。波形如圖1所示。

圖1 220 kVⅠ段母線(xiàn)電壓、220 kV瀧天甲線(xiàn)電流故障錄波圖

瀧天甲線(xiàn)的保護(hù)及開(kāi)關(guān)接點(diǎn)動(dòng)作時(shí)序如下：

相對(duì)時(shí)間0 ms對(duì)應(yīng)的絕對(duì)時(shí)刻：2010-06-23T16：57：07.616.300。

故障開(kāi)始時(shí)間：0.5 ms。

瀧天甲線(xiàn)保護(hù)1柜C相跳閘接點(diǎn)：

合：相對(duì)時(shí)間=17.0 ms；分：相對(duì)時(shí)間=64.0 ms。

瀧天甲線(xiàn)保護(hù)2柜C相跳閘接點(diǎn)：

合：相對(duì)時(shí)間=17.5 ms；分：相對(duì)時(shí)間=64.0 ms。

瀧天甲線(xiàn)開(kāi)關(guān)A相合位接點(diǎn)：

分：相對(duì)時(shí)間=125.0 ms。

瀧天甲線(xiàn)開(kāi)關(guān)B相合位接點(diǎn)：

分：相對(duì)時(shí)間=125.0 ms。

瀧天甲線(xiàn)開(kāi)關(guān)C相合位接點(diǎn)：

分：相對(duì)時(shí)間=32.0 ms。

瀧天甲線(xiàn)開(kāi)關(guān)A相分位接點(diǎn)：

合：相對(duì)時(shí)間=141.0 ms。

瀧天甲線(xiàn)開(kāi)關(guān)B相分位接點(diǎn)：

合：相對(duì)時(shí)間=141.0 ms，采樣點(diǎn)=482。

瀧天甲線(xiàn)開(kāi)關(guān)C相分位接點(diǎn)：

合：相對(duì)時(shí)間=48.5 ms，采樣點(diǎn)=297。

波形如圖2所示。

式中，RC為晶體管集電極偏置電阻；RB為晶體管基極偏置電阻；VRB為晶體管基極-發(fā)射極電壓；VRC為晶體管集電極-發(fā)射極電壓。

圖2 220 kV瀧天甲線(xiàn)保護(hù)動(dòng)作情況

（3）綜合保護(hù)及錄波的數(shù)據(jù)分析，另外考慮到類(lèi)似故障發(fā)生于2009年10月16日，220 kV瀧天甲線(xiàn)A相接地故障，保護(hù)跳開(kāi)A相，重合成功，在2009年10月16日—2010年6月23日期間，未對(duì)線(xiàn)路及開(kāi)關(guān)保護(hù)做任何改動(dòng)、測(cè)試，故排除線(xiàn)路及開(kāi)關(guān)保護(hù)誤動(dòng)的可能。

A、B兩相是在C相分閘后77 ms后跳閘的（從C相分位接點(diǎn)合到AB相合位接點(diǎn)分），故推測(cè)是開(kāi)關(guān)本體三相不一致瞬時(shí)啟動(dòng)跳閘回路（圖3）造成誤動(dòng)。繼保人員分別對(duì)回路絕緣、中間繼電器Q7、時(shí)間繼電器K6進(jìn)行了測(cè)試。

圖3 開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)三相不一致啟動(dòng)跳閘回路

1）絕緣測(cè)試。

對(duì)瀧天甲線(xiàn)操作電源+101、+202對(duì)地?fù)u絕緣，測(cè)得數(shù)據(jù)最高為47 MΩ，最低為36 MΩ；對(duì)機(jī)構(gòu)三相不一致跳閘回路的+602、-605對(duì)地絕緣分別為49.7 MΩ、50.7 MΩ，時(shí)間繼電器K6—A1對(duì)跳閘繼電器Q7—A1絕緣為29.3 MΩ，均符合要求。

2）中間繼電器Q7。

測(cè)量中間繼電器Q7的動(dòng)作電壓為121 V，動(dòng)作時(shí)間為29 ms。

模擬C相單跳，在Q7線(xiàn)圈兩側(cè)測(cè)得電壓為零。假設(shè)Q7不經(jīng)時(shí)間繼電器動(dòng)作，模擬時(shí)將三相不一致接點(diǎn)直接接入Q7，測(cè)得由C相跳閘到A、B相跳閘的時(shí)間為55 ms，與當(dāng)時(shí)的時(shí)間（77 ms）不符。因此排除中間繼電器Q7不經(jīng)時(shí)間繼電器誤動(dòng)的可能。

3）時(shí)間繼電器K6。

測(cè)量K6的動(dòng)作電壓范圍為DC 7～220 V（額定電壓為DC/AC12～220V），動(dòng)作時(shí)間為2 049 ms（K6上整定為2 s），兩項(xiàng)參數(shù)基本符合整定。但考慮到時(shí)間繼電器K6為電子式時(shí)間繼電器，受故障時(shí)一次及機(jī)構(gòu)二次回路干擾發(fā)生不經(jīng)延時(shí)誤動(dòng)的可能性最大，其瞬時(shí)動(dòng)作的時(shí)間一般為20多毫秒（為保持其現(xiàn)狀未對(duì)其調(diào)為0 s測(cè)試），加上直接啟動(dòng)中間繼電器時(shí)測(cè)得的55 ms，則與當(dāng)時(shí)的77 ms相符。

因此不能排除時(shí)間繼電器受干擾發(fā)生不經(jīng)延時(shí)動(dòng)作，導(dǎo)致誤跳A、B相，造成重合不成功。

3 結(jié)論

經(jīng)過(guò)上述綜合排查分析，在各種故障可能排除的情況下認(rèn)為時(shí)間繼電器在運(yùn)行過(guò)程中受干擾造成誤動(dòng)，而時(shí)間繼電器受干擾誤動(dòng)也有先例。因此，采取以下防范措施：

（1）針對(duì)該批次相同型號(hào)的繼電器，更換不同型號(hào)的三相不一致跳閘回路的繼電器；

（2）加裝機(jī)構(gòu)三相不一致跳閘監(jiān)視信號(hào)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)行和故障狀態(tài)變化。