110kV線路保護與SF6斷路器配合時的重合閘問題分析

摘 要:文中闡述了關于110kV線路保護裝置的重合閘原理，指出其與SF6斷路器配合時重合閘方式存在的缺陷，并根據裝置原理提出了相關解決方案。

關鍵詞:線路保護裝置 重合閘 TWJ 充電 控制回路斷線

中圖分類號:TM762 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2011)03(c)-0050-01

8月26日，110kV沙埔站的運行人員在配合遠動班進行#2主變擴建驗收，遠動班需要遠方遙控#2主變間隔的開關、刀閘時，要求將全站在運行狀態的斷路器的“就地/遠方”轉換開關切換至“就地”位置，當運行人員將110kV河沙線184開關的斷路器機構箱內的“就地/遠方”轉換開關切換至“就地”位置后，監控系統報“110kV河沙線184開關控制回路斷線”，隨后運行人員在110kV河沙線斷路器機構箱內將“就地/遠方”轉換開關切換回“遠方”位置時斷路器自動合閘，對此根據現場接線進行了檢查，并認真做了分析。

110kV河沙線的線路保護裝置使用四方公司生產的CSL-164B線路保護裝置，斷路器為西門子高壓開關廠生產的3AP1-FG型斷路器，檢查中發現四方公司生產的CSL-164B系列線路保護裝置的重合閘方式存在缺陷，需要改善。

1 CSL-164B線路保護裝置重合閘的充電條件及起動條件

重合閘充電條件為:a斷路器在“合閘”位置，即跳位繼電器TWJ不動作;b重合閘啟動繼電器不動作;c沒有低氣壓閉鎖重合閘和閉鎖重合閘開入;d重合閘不在停用位置。15s充電滿。重合閘的重合功能必須在充電完成后才能投入，重合閘的起動方式有兩種:保護起動重合閘和斷路器偷跳起動重合閘。為滿足綜合自動化的要求，CSL-164B線路保護裝置僅用TWJ接點來起動重合閘，而手跳和永跳時對重合閘放電。

2 CSL-164B線路保護裝置與3AP1-FG型斷路器配合中的問題

在合閘回路中由保護屏的4D31連接斷路器機構箱的X1/610，保護屏的4D30和4D31由短接片連接;3AP1-FG型斷路器中，其SF6低閉鎖操作與合閘彈簧未儲能閉鎖合閘已在開關內部接入，并引入保護裝置相應回路中，如圖1所示。

該接線方式在斷路器手動分合時不存在問題，但在以下情況與保護裝置配合完成自動重合閘時，可能造成自動重合閘不正確動作。

(1)當斷路器在分位時，將斷路器機構箱內的“-S8/ZM2就地/遠方”轉換開關切換至“就地”位置后，TWJ無法勵磁，保護裝種置應發控制回路斷線，若TWJ無法勵磁時間超過重合閘充電時間，重合閘將發出充電滿信號。

(2)當發生永久性故障后，斷路器永跳，相應TWJ動作，保證了重合閘僅動作一次。但若此時斷路器合閘彈簧儲能時間過長或SF6低閉鎖操作繼電器接點長期打開，超過了保護后加速時間與重合閘充電時間之和，重合閘將會發出充電滿信號。一旦彈簧儲能完成或SF6閉鎖操作繼電器接點閉合，TWJ動作，保護裝置將判斷為斷路器位置不對應，立即起動重合閘，經延時動作使斷路器再次合上，使系統再次受到短路電流的沖擊，同時使斷路器工作條件加速惡化，對系統造成了嚴重的影響。

3 分析原因

經分析可知，TWJ失磁，有兩種可能:一種是斷路器處于合閘狀態，此時HWJ應動作;另一種是斷路器雖處于分閘狀態，但斷路器的合閘回路不通，因此，僅靠TWJ來判斷斷路器狀態是不完全的。

4 解決方案

(1)針對第一種現象，有兩種解決方案:方案一:可將保護屏的4D30和4D31短接片拆除，4D31端子獨立經“7”電纜芯連接斷路器機構箱的X1/610端子，新增一根“39”電纜芯由保護屏4D30端子至斷路器機構箱與斷路器常閉接點串接，即TWJ不經合閘回路，而是直接串接斷路器常閉接點來勵磁。方案二:可將保護屏的4D30和4D31短接片拆除，4D31端子獨立經“7”電纜芯連接斷路器機構箱的X1/610，新增一根“39”電纜芯由保護屏4D30端子至斷路器機構箱的X1/616端子，即TWJ在斷路器機構箱處跳過“-S8/ZM2就地/遠方”轉換開關的接點，再經本體的合閘回路來勵磁。

(2)針對第二種現象，可從兩個方面解決:即斷路器和保護裝置。斷路器方面，可將易造成重合閘誤動的環節提出來，即分別擴展一對彈簧儲能繼電器接點和SF6閉鎖操作繼電器接點，將這兩個繼電器接點并聯，引至壓力閉鎖重合閘的開入。這樣，即使斷路器合閘彈簧儲能時間再長，由于有壓力閉鎖重合閘的開入，重合閘裝置是不會充電的，避免了永久性故障重合閘第二次動作的可能。此回路在110kV河沙線保護裝置中已經接入SF6閉鎖操作繼電器接點，但未并接彈簧儲能繼電器接點。

對于保護裝置來說，HWJ和TWJ兩只繼電器在正常狀態下，其中一只繼電器必然動作，否則“控制回路斷線”信號將會發出。我們只需將HWJ和TWJ的常閉接點串聯，作為閉鎖重合閘的開入，使重合閘放電，以上現象即可避免。南瑞繼保的RCS-941、RCS-943型保護便是將“無控制回路斷線”作為重合閘充電條件之一，防止了重合閘的第二次誤動作。

5 結語

自動重合閘裝置的正確動作不僅提高了供電可靠性，減少了停電造成的損失，而且還提高了電力系統的暫態穩定水平，增大了高壓線路的送電容量，故重合閘的正確動作在保障電力系統安全運行中起到至關重要的作用。

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