一起刀閘行程開關(guān)損壞引起重合閘動作的問題分析

溫焯飛

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司中山供電局，廣東中山 528400）

0 引言

自動重合閘技術(shù)是保證電力系統(tǒng)安全供電和穩(wěn)定運行的一種有效措施，可大大提高電力系統(tǒng)供電可靠性，在電力系統(tǒng)中得以廣泛應(yīng)用[1-2]。當(dāng)發(fā)生重合閘誤動作，有可能會引起人身、設(shè)備以及電網(wǎng)事故[3]。

本文通過一起220 kV線路正常復(fù)電操作的例子，分析一種綜合重合閘設(shè)計回路存在的問題，指出線路正常復(fù)電操作中，當(dāng)?shù)堕l行程開關(guān)損壞時，如果運行人員不能及時斷開刀閘控制回路電源，斷路器有可能會自動合閘，不但會損壞設(shè)備，還有可能造成事故。針對設(shè)備重合閘采用的不同配置及運行方式，通過完善設(shè)計閉鎖回路、規(guī)范操作要求，以適應(yīng)不同重合閘方式下的操作注意事項，為今后運行操作提供應(yīng)對方法，避免因刀閘二次回路中某一元件損壞而引起重合閘誤重合的問題。

本文旨在對一起220 kV線路正常操作而引起重合閘誤重合的原因進行分析，提出改進設(shè)計方案及規(guī)范運行操作步驟，提升運行操作及管理水平。

1 一次設(shè)備及保護配置情況

某站220 kV GIS 設(shè)備配置如下：斷路器型號為LWG9-252，操作機構(gòu)型號為CYA3-II；刀閘型號為GWG5-252，操作機構(gòu)型號為CJG2。為了防止帶負(fù)荷拉合刀閘，廠家在220 kV GIS斷路器控制回路中設(shè)計了刀閘操作過程中禁止合本間隔斷路器的電氣閉鎖回路，如圖1 所示。通過刀閘操作過程中刀閘操作閉鎖開關(guān)繼電器VXb始終勵磁動作，實現(xiàn)由繼電器閉鎖接點將斷路器合閘回路斷開的功能，如圖2 所示。因此在刀閘操作過程中，本間隔斷路器將會發(fā)出“斷路器控制回路斷線”的正常信號[4]。

圖1 刀閘控制回路圖

圖2 刀閘操作閉鎖開關(guān)合閘回路圖

220 kV 線路的主I保護型號為PRS-753A光纖差動保護[5]，主Ⅱ保護型號為PRS-702CAJ 光纖距離保護[6]。兩套保護投入功能相同的綜合重合閘，其重合閘邏輯框圖如圖3 所示，重合閘充、放電及起動條件如表1所示。

圖3 重合閘邏輯框圖

表1 重合閘充、放電及起動條件

2 重合閘動作原因分析

2.1 重合閘動作起因

某站運行人員進行一起220 kV線路正常復(fù)電操作，合上母線刀閘后，操作人員在檢查1～2次設(shè)備狀態(tài)過程中，220 kV線路主I、主Ⅱ保護綜合重合閘動作，220 kV 線路三相斷路器自動合上?，F(xiàn)場檢查斷路器在合閘位置，主I、主Ⅱ保護裝置有重合閘動作信息，后臺監(jiān)控SOE有重合閘動作報文、監(jiān)控圖斷路器顯示為合位，站內(nèi)設(shè)備無異常信息，系統(tǒng)當(dāng)時也無其他異常信息。

2.2 重合閘動作時序圖

根據(jù)后臺監(jiān)控SOE報文、保護裝置動作報告、故障錄波數(shù)據(jù)等信息進行梳理，并對照設(shè)備檢查結(jié)果，排列出線路保護重合閘動作時序圖，如圖4所示。

圖4 220 kV線路保護重合閘動作時序圖

2.3 重合閘動作過程分析

當(dāng)運行人員在后臺監(jiān)控發(fā)出母線刀閘合閘命令時，并接在該刀閘控制回路上的刀閘操作閉鎖斷路器繼電器VXb 勵磁，其繼電器閉鎖接點致斷路器合閘回路斷開（圖2），導(dǎo)致斷路器發(fā)出“斷路器控制回路斷線”信號。

約1.096 s后，刀閘合閘位置輔助接點接通，母線電壓經(jīng)刀閘輔助接點切換后進入線路主I 保護、主Ⅱ保護裝置，裝置三相電壓恢復(fù)正常，經(jīng)固有復(fù)歸時間10 s 后TV 斷線信號復(fù)歸。此時由于斷路器還一直處在控制回路斷線狀態(tài)，其操作箱跳位繼電器TWJ 失磁，導(dǎo)致跳位繼電器TWJ＝0，從而滿足了重合閘充電的條件，20 s后重合閘充電完成。

在刀閘合閘到位后，由于其刀閘合閘行程開關(guān)損壞，行程到位后其接點不能斷開，造成刀閘控制回路和電機回路一直處在導(dǎo)通狀態(tài)[7]，導(dǎo)致刀閘電機及刀閘操作閉鎖開關(guān)繼電器VXb持續(xù)勵磁，直到電機持續(xù)運轉(zhuǎn)1 分28 秒144 毫秒后，電機熱耦繼電器KT動作，閉鎖開關(guān)繼電器VXb 失電，斷路器合閘控制回路才恢復(fù)正常，斷路器控制回路斷線信號復(fù)歸（圖2～3），同時跳位繼電器TWJ勵磁，跳位繼電器TWJ＝1。由于之前保護裝置重合閘已經(jīng)充滿電，加上該220 kV線路保護重合閘方式投“綜重”方式[8]，滿足斷路器不對應(yīng)狀態(tài)啟動重合閘的條件，經(jīng)整定定值時間3 s 后重合閘動作合上斷路器。

2.4 原因分析

檢修維護人員在進行斷路器傳動試驗工作后，沒有將KKJ復(fù)位，導(dǎo)致開入閉鎖重合閘無開入，滿足了保護重合閘充電的其中一個條件。

斷路器控制回路中設(shè)計了刀閘操作過程中斷開本間隔斷路器的合閘回路。在刀閘操作過程中，當(dāng)其刀閘合閘行程開關(guān)損壞，行程到位后其接點不能斷開，因“斷路器控制回路斷線”導(dǎo)致跳位繼電器TWJ＝0，從而滿足了重合閘充電的所有條件。由于“斷路器控制回路斷線”復(fù)歸時間大于重合閘充滿電時間（20 s），使重合閘充滿電。在“斷路器控制回路斷線”復(fù)歸，跳位繼電器TWJ＝1。滿足重合閘動作的其中所有條件。

采用3個跳位繼電器觸點作為重合閘充電和啟動開入量，但其不對應(yīng)啟動重合閘條件不夠嚴(yán)謹(jǐn)，僅靠跳位繼電器TWJ的開入，不能真實反映開關(guān)不對應(yīng)狀態(tài)，是造成重合閘保護不正確動作的重要原因。

3 改進措施

針對上述存在的問題，結(jié)合變電站線路保護特點及運行方式要求，現(xiàn)提出了幾點防范措施來防止重合閘的誤動。

（1）通過規(guī)范運行操作步驟來防范，針對220 kV線路保護重合閘方式投“綜重”方式的線路，在線路（或線路斷路器）由冷備用轉(zhuǎn)熱備用或由熱備用轉(zhuǎn)冷備用的倒閘操作中，當(dāng)需要操作母線刀閘前，將重合閘方式投“單重”方式或“停用”方式，在母線刀閘操作完畢并檢查1～2 次設(shè)備正常后再將重合閘方式投回“綜重”方式。

（2）明確運行管理要求，設(shè)備檢修后，要求檢修人員將KKJ復(fù)位，避免留下隱患，避免斷路器位置不對應(yīng)狀態(tài)啟動重合閘的條件成立。運行人員在復(fù)電前還需人工對斷路器進行手動合分操作1次，增加一重保障措施。

（3）由于發(fā)生斷路器控制回路斷線，造成跳位繼電器TWJ失磁，TWJ接點返回，造成保護裝置不能正確反映斷路器實際位置。跳位繼電器TWJ不正確開入是保護重合閘誤動的原因，故保護重合閘邏輯條件中的TWJ開入量改為直接取用斷路器的位置輔助接點，提高其可靠性。

（4）由于刀閘操作過程中會發(fā)出“斷路器控制回路斷線”的信號，可考慮將“斷路器控制回路斷線”作為開入量作為閉鎖重合閘邏輯，防止保護重合閘在“斷路器控制回路斷線”信號開入期間充電。當(dāng)“斷路器控制回路斷線”信號復(fù)歸時，雖然有跳位開入，但由于重合閘不會充電，重合閘也不會動作。

（5）利用KKJ合后閉合接點，在后臺增加“手合操作”光字牌，使運行人員可直接監(jiān)視KKJ繼電器的真實狀態(tài)。

（6）結(jié)合停電機會對220 kV GIS刀閘的行程開關(guān)進行專項檢查維護，發(fā)現(xiàn)異常及時更換，從而提高刀閘操作可靠性。

4 結(jié)束語

本文從某站220 kV線路保護裝置重合閘配置情況、重合閘的投入方式、刀閘與斷路器控制回路相互閉鎖等情況來分析一起220 kV線路復(fù)電操作中重合閘動作的具體原因，并結(jié)合實際情況提出一些改進措施和建議。變電運行人員要重視操作過程中斷路器發(fā)出“斷路器控制回路斷線”信號的情況，當(dāng)其故障信號長時間沒有復(fù)歸時就有可能是因為其刀閘行程開關(guān)損壞，其接點不能斷開刀閘控制回路，進一步滿足保護裝置重合閘動作條件而發(fā)生同類事件。本文提出了運行人員對待操作過程中發(fā)生異常信號的應(yīng)對方法，在遇到類似情況時能有效解決，為今后的運行管理提供有益幫助。