220kV母差保護(hù)刀閘位置不對應(yīng)故障分析

崔宸昱

摘要：對于雙母線運(yùn)行方式的變電站，母差保護(hù)裝置需要能正確應(yīng)對現(xiàn)場母線運(yùn)行方式的改變，以確保母線保護(hù)可靠、正確動作。母差保護(hù)裝置通過各間隔母線側(cè)刀閘的分合位來判斷線路所掛母線，在發(fā)生母線區(qū)內(nèi)故障后，判斷應(yīng)動作跳開哪條母線上的間隔開關(guān)，或間隔開關(guān)失靈時(shí)判斷應(yīng)跳開哪條母線上的所有間隔開關(guān)。而母差保護(hù)裝置的刀閘分合位開入是通過各刀閘的輔助接點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)的，一旦刀閘的輔助接點(diǎn)狀態(tài)與刀閘的實(shí)際位置不一致，母差保護(hù)裝置就不能正確判斷母線運(yùn)行方式，存在保護(hù)拒動或誤動風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：220kv;刀閘;位置不對應(yīng)故障

1 案例分析

某220kV變電站采用雙母線接線方式，配置2套BP-2B作為母差保護(hù)裝置。某次220kV母線側(cè)1G刀閘機(jī)構(gòu)箱及刀閘更換完畢后，準(zhǔn)備恢復(fù)送電時(shí)，合上1G刀閘，母差保護(hù)裝置BP-2B報(bào)出“切換繼電器同時(shí)動作”、“互聯(lián)”等信號。查看母差保護(hù)屏上的刀閘位置模擬盤，更換刀閘間隔的兩把母線刀閘的合位指示燈均點(diǎn)亮，即該間隔兩把母線刀閘開入均為合位。查看倒閘操作記錄，停電操作前該間隔掛I母，停電操作后掛II母。檢查發(fā)現(xiàn)，拉開I母側(cè)隔離刀閘時(shí)，該刀閘的輔助接點(diǎn)傳動軸切換未同步，在刀閘拉開后該刀閘的輔助接點(diǎn)仍在合位。因此，在1G刀閘合于II母后，對于母差保護(hù)裝置BP-2B，該間隔刀閘位置狀態(tài)均為合位。

更換該間隔1G刀閘輔助接點(diǎn)后，故障得以排除，刀閘位置開入正常，母差保護(hù)裝置BP-2B無其它異常告警信號。由此可知，一旦母線側(cè)刀閘實(shí)際位置與母差保護(hù)裝置開入不對應(yīng)，母差保護(hù)裝置的正常運(yùn)行就將受到影響。

2 刀閘位置不對應(yīng)的原因

（1） 刀閘輔助接點(diǎn)接觸不良，即在刀閘主接點(diǎn)已處于閉合狀態(tài)后，刀閘輔助接點(diǎn)因接觸不良而未導(dǎo)通，仍處于斷開狀態(tài)。

（2） 刀閘輔助接點(diǎn)粘連，即在刀閘主接點(diǎn)已處于斷開狀態(tài)后，刀閘輔助接點(diǎn)因粘連而仍導(dǎo)通，處于閉合狀態(tài)。

3 刀閘位置不對應(yīng)對BP-2B的影響

3.1 對母差保護(hù)功能的影響

刀閘位置開入正確是母差保護(hù)裝置可靠動作的必要條件。當(dāng)某間隔中一把母線刀閘處于合位，而另一把處于分位時(shí)，各自的母線刀閘輔助接點(diǎn)將刀閘位置開入給母差保護(hù)裝置BP-2B啟動該間隔I母、II母切換繼電器，確定該間隔掛在哪條母線上，并將保護(hù)動作出口選擇在相應(yīng)的母線出口回路。若某間隔兩把母線刀閘的開入均為合位，則BP-2B啟動母線互聯(lián)回路，一旦母線發(fā)生區(qū)內(nèi)故障，母差保護(hù)裝置就會出口將兩條母線上的所有間隔切除。若某間隔兩把母線刀閘的開入均為分位，則退出該間隔的出口。

對于BP-2B保護(hù)裝置，在某間隔的刀閘位置開入不對應(yīng)時(shí)，除了發(fā)出告警信號外，還會根據(jù)該間隔有無電流來自動修正刀閘位置。在刀閘輔助接點(diǎn)故障排除后，需在保護(hù)裝置上按下復(fù)歸按鈕才能接觸修正。若多個(gè)間隔刀閘位置開入出現(xiàn)異常，則根據(jù)電流有可能無法正確自動修正刀閘位置，在這種情況下需進(jìn)行人工干預(yù)，利用模擬盤上的刀閘位置把手進(jìn)行強(qiáng)制設(shè)定，直到將所有刀閘位置開入回路的故障排除后才能恢復(fù)。

刀閘輔助接點(diǎn)接觸不良導(dǎo)致刀閘位置開入錯(cuò)誤時(shí)，雖然BP-2B具有刀閘開入自動修正功能，但是自動修正基于該間隔電流量時(shí)，一旦該間隔負(fù)荷較小或處于空載狀態(tài)，在母線上各間隔二次電流分布基本平衡，大差、小差電流基本為零的情況下，母差保護(hù)裝置就可能無法正確自動修正刀閘的位置開入。此時(shí)，一旦發(fā)生母線區(qū)外故障，刀閘位置異常的間隔就會流過故障電流，母差保護(hù)裝置極可能誤動。對于母差保護(hù)裝置BP-2B，判斷母線處于互聯(lián)狀態(tài)有兩種方式：第一種是兩把母線刀閘均處于合位，即刀閘在雙跨狀態(tài);第二種是母線互聯(lián)硬壓板投入。某間隔在倒閘過程中，兩把刀閘均處于合位，但由于刀閘輔助接點(diǎn)接觸不良，其中一把刀閘的輔助接點(diǎn)并未導(dǎo)通。此過程中，若未投入母線互聯(lián)硬壓板，則會因刀閘位置開入異常而導(dǎo)致母差保護(hù)裝置不能判別母線處于互聯(lián)狀態(tài);但是母聯(lián)開關(guān)已改為非自動狀態(tài)，一旦母線發(fā)生故障，母差保護(hù)裝置就只能跳開刀閘被判為合位的那條母線，而另一條母線上的間隔只能由母聯(lián)失靈保護(hù)動作跳開，母線故障切除時(shí)間遠(yuǎn)長于母差保護(hù)裝置動作時(shí)間，對系統(tǒng)穩(wěn)定性造成破壞。

某間隔開關(guān)處于分位，母線側(cè)刀閘都拉開，但是刀閘輔助接點(diǎn)粘連。此種情況下，在該間隔投入前并不會造成任何影響;但是一旦該間隔投入，合另一把未粘連刀閘，電壓回路二次將并列運(yùn)行，可能發(fā)生反充電事故，引起保護(hù)電壓失壓、電壓互感器燒壞等。對于母差保護(hù)裝置，此時(shí)因兩把刀閘均為合位，故會誤判母線處于互聯(lián)狀態(tài)。若此時(shí)發(fā)生母線區(qū)內(nèi)故障，則母差保護(hù)裝置會跳開兩條母線上所有間隔，擴(kuò)大事故范圍。在刀閘操作過程中發(fā)生刀閘輔助接點(diǎn)粘連，在倒閘操作完成后，母差保護(hù)裝置仍會判母線處于互聯(lián)狀態(tài)，同樣存在母線故障后事故范圍擴(kuò)大風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 對失靈保護(hù)功能的影響

對于BP-2B裝置，斷路器失靈保護(hù)和母線保護(hù)共用跳閘出口。當(dāng)母線上某間隔的斷路器失靈時(shí)，該間隔的失靈啟動裝置會發(fā)出一個(gè)失靈啟動信號給母差保護(hù)裝置BP-2B。BP-2B裝置收到該失靈啟動信號后，將啟動該斷路器所在的母線的失靈保護(hù)邏輯，經(jīng)失靈復(fù)合電壓閉鎖后，按“失靈出口延時(shí)1”整定時(shí)間跳開母聯(lián)斷路器，按“失靈出口延時(shí)2”整定時(shí)間跳開該母線上所有斷路器。

假如處于分位的1G刀閘輔助接點(diǎn)位置與實(shí)際不對應(yīng)，在母差保護(hù)裝置內(nèi)開入為異常的合位時(shí)，當(dāng)I母上某斷路器的失靈動作開入到失靈保護(hù)屏后，該間隔的斷路器將誤動，造成事故范圍擴(kuò)大;而該間隔的斷路器失靈動作，將同時(shí)跳開兩條母線上的所有斷路器，使I母保護(hù)誤動，同樣造成事故范圍擴(kuò)大。

4 注意事項(xiàng)及防范措施

（1） 在母差保護(hù)裝置運(yùn)行中，不能開展與刀閘二次回路相關(guān)的工作，若必須開展，則需向調(diào)度申請將母差保護(hù)屏模擬盤上對應(yīng)間隔的刀閘把手切換到“強(qiáng)制合”或“強(qiáng)制分”位置，使得母差保護(hù)裝置的刀閘位置開入與現(xiàn)場情況一致，規(guī)避在涉及刀閘回路的工作中可能造成的母差保護(hù)裝置刀閘位置開入異常風(fēng)險(xiǎn)。

（2） 涉及到刀閘二次回路的工作完成后，在驗(yàn)收過程中應(yīng)特別注意刀閘的實(shí)際位置與其輔助接點(diǎn)是否同步。通過測量刀閘輔助接點(diǎn)的導(dǎo)通情況，確保刀閘輔助接點(diǎn)接觸良好，在刀閘位置變換后通斷切換正常。

（3） 在巡視過程中或操作完刀閘后，應(yīng)及時(shí)查看母差保護(hù)屏上的刀閘位置指示燈，確保指示燈的亮滅情況與現(xiàn)場實(shí)際位置一致，并檢查母差保護(hù)裝置“互聯(lián)”、“分列運(yùn)行”等信號。若刀閘位置不一致，則需仔細(xì)核對現(xiàn)場，查明原因。對于異常信號，不能輕易復(fù)歸。若確認(rèn)為刀閘輔助接點(diǎn)故障，則需立即采取措施，利用刀閘把手強(qiáng)制設(shè)置刀閘位置與現(xiàn)場一致，直到異常刀閘輔助接點(diǎn)更換完畢才能取消強(qiáng)制設(shè)定。

5 結(jié)束語

刀閘輔助接點(diǎn)在變電站中只屬于小小的一個(gè)部件，但同樣對保護(hù)裝置的正確動作有著重要影響。這就要求運(yùn)維人員在操作中做到心中有數(shù)，杜絕操作不當(dāng)和對異常情況疏于檢查;同時(shí)在設(shè)備驗(yàn)收過程中，要保證驗(yàn)收質(zhì)量;在巡視過程中要保持高度負(fù)責(zé)任的態(tài)度，杜絕一切安全隱患，確保變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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