一起220kV斷路器重合閘誤動原因分析

何盛彪 高斌

摘要：本文針對500kV某變電站一條220kV線路復電過程中，按操作流程合上斷路器儲能電源時，線路保護重合閘誤動作。結合此次誤動情況分析斷路器控制回路原理圖，查找造成此次重合閘誤動原因。由于二次回路接線存在設計缺陷，并提出斷路器二次回路接線優化方案或改變操作順序流程，避免出現重合閘誤動作，以利于設備和電網的安全可靠運行。

關鍵詞：斷路器 儲能電源 線路保護 重合閘

1 引言

近年來電網迅猛發展，220kV線路大大增多。220KV 輸電線路輸送容量大、距離遠且經濟性較高，是目前電力系統主要輸電電壓等級之一，其220kV線路不正確動作會對電網造成很大的影響。因此，確保 220KV 輸電線路保護及自動重合閘的可靠運行，對保持電力系統安全穩定運行，保障社會正常用電有著重要的意義。

500kV某某電站220kV和彝線斷路器采用北京ABB高壓開關設備有限公司生產的LTB245E1型斷路器。主一保護采用南京南瑞繼保電氣有限公司生產的PCS-931N2型線路保護，主二保護采用國電南京自動化股份有限公司生產的PSL-603UZC型線路保護。

2 斷路器控制回路及重合閘功能介紹

合閘控制回路由氣體監測閉鎖繼電器K9動斷觸點、防跳繼電器K3動斷觸點、彈簧儲能繼電器BW1動合觸點、斷路器動斷觸點BG1、合閘線圈Y3串聯組成。只有在斷路器SF6氣體壓力正常、彈簧機構儲能完成、斷路器在斷開位置時合閘回路才能導通，處于準備狀態，此時收到合閘命令即可合閘（圖1）。

220kV和彝線主一、主二保護重合閘方式均投單相重合閘，系統單相故障跳單相，單相重合;多相故障跳三相，不重合。兩套保護裝置的重合閘均可以由跳令和斷路器位置兩種方式啟動。（圖2）

1）保護跳令啟動重合閘

保護單跳啟動重合閘的條件為（與門條件）：

（a）保護發單相跳閘信號;

（b）跳閘相無電流且無跳令;

（c）不滿足三相啟動條件;

（d）重合閘處于單重方式。

如果出現兩相及以上的 TWJ 開入或兩相及以上的跳閘命令，將閉鎖單重啟動重合閘。

2）斷路器位置不對應啟動重合閘。

斷路器位置不對應啟動重合閘的條件為（與門條件）：

（a）功能控制字“單相 TWJ 啟動重合閘”投入或“三相 TWJ 啟動重合閘”投入;

（b）單相或多相跳位繼電器持續動作且斷開相無流，與重合閘方式對應。

線路送電倒閘操作一般順序為：先合上斷路器控制電源，合上線路電壓互感器二次空氣開關，合上母線側隔離開關，合上線路側隔離開關，合上斷路器合閘儲能電源，將斷路器“遠方/就地”切換開關切換至“遠方”位置，最后合上斷路器。

3 重合閘誤動原因分析

3.1重合閘誤動問題分析

根據本次事件前后變電站運行人員的操作流程及順序，及現場主控室監控系統SOE的事件記錄順序，初步確定本次斷路器重合閘誤動是由于線路保護在斷路器單相儲能完成的情況下，采集到該相的TWJ而判斷為“斷路器偷跳”所導致：

第一，現場SOE報文記錄滿足重合閘的“斷路器偷跳”的條件

第二，操作箱在重合閘動作后的合閘回路監視燈僅C相點亮與現場設計圖相符

第三，本間隔合閘監視回路與其他間隔對比

查看圖紙發現277斷路器A、B、C各相的儲能行程開關節點BW1（3-4），BW2（3-4）分別按相別串接在各自的合閘監視回路，該情況將導致任一相的儲能行程開關節點閉合（儲能完成）即可使該相的合閘監視回路導通，使保護裝置采集到該相的TWJ（接線方式見圖3）。與220kV和謝線I回線斷路器控制回路圖紙進行對比：220kV和謝I回斷路器各相的儲能行程開關節點BW1（3-4），BW2（3-4）串接后啟動K13繼電器，各相的K13繼電器的輔助節點（K13A（31-34），K13B（31-34）、K13C（31-34））串接后啟動K8繼電器， 再通過K8繼電器的常開節點分別串接到各相的合閘監視回路，這樣就實現了只有在三相均儲能完成的情況下才能使各相的合閘監視回路導通，保護裝置采到相應相的TWJ。（接線方式見圖4）

第四，現場模擬了發生重合閘誤動的工況

以A相為例，試驗前，現場A相儲能到位，B、C相均未儲能，三相儲能電源均斷開，此時在線路保護屏上給上277斷路器的操作電源I后，操作箱的面板上顯示A相合閘監視回路燈點亮，B、C相均不亮，保護裝置只采到A相的TWJ。（見圖5）

試驗情況：

用繼電保護儀在線路主二保護上加上三相正常電壓以消除線路保護PT斷線告警信號，把A相的TWJ接線端子解開，裝置采不到任意一相的的TWJ（線路保護裝置判斷為三相均在合位），隔15秒后，重合閘充電完成，面板上重合閘允許燈點亮，再將A相的TWJ接線恢復到原端子，保護裝置的重合閘出口動作，面板上重合閘動作燈點亮.

其他相別的驗證情況：分別給上B、C相儲能電源并儲能完成的情況下，參照本次事件A相重合閘誤動的過程，分別模擬了B、C相的相同情況，試驗結果顯示：在斷路器未儲能的情況下，無論先合哪一相的儲能電源，均會導致線路保護該相的重合閘出口。該試驗內容再現了本次220kV和彝線主二保護277斷路器C相重合閘誤動的全過程。

根據以上情況可以確認，本次277斷路器C相重合閘誤動是由于：在C相儲能完成的情況下，線路保護采集到C相TWJ;而其余兩相未儲能，線路保護裝置采集不到相應的TWJ為誤判為斷路器A、B相處于合閘狀態，當時現場線路保護重合閘充電完成，滿足了“斷路器偷跳”的動作條件，導致277斷路器C相重合閘出口。

4 優化方案

方案1：現場調整斷路器操作電源和儲能電源的上電順序，以避免三相未儲能的情況下，給上任一相的儲能電源并儲能完成后重合閘誤動。

方案2：現場運行人員在給上斷路器儲能電源前，臨時將重合閘操作把手打至“停用”，待三相儲能均完成后，再恢復重合閘操作把手的正常位置。

5 結論

綜上所述，此次誤動的原因是由于220kV和彝線277斷路器控制回路中，斷路器的A、B、C相的儲能行程開關節點分別串接到各自的合閘監視回路，而未采用三相儲能行程開關節點串接后經中間繼電器分別串入各相的儲能監視回路，存在設計缺陷。該情況將導致任一相儲能完成即可使該相的合閘監視回路導通，在三相未儲能的情況下，給上任一相的儲能電源儲能完成后均將導致送電過程中的重合閘誤動。并提出斷路器二次回路接線優化方案或改變操作順序流程，避免出現重合閘誤動作再次發生，保證了設備和電網的安全可靠運行。

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