線路保護重合閘充電狀態監控方式的分析及改進

何 濤

（天水供電公司，甘肅 天水 741000）

1 概述

運行經驗表明，99 %的架空線路故障是瞬時性故障，如雷擊、碰線、鳥害等引起的故障。對此類故障，線路保護動作斷路器跳閘后，電弧即立即熄滅，待去游離過程結束后，由重合閘按整定時間定值動作，把斷開的斷路器再合上，就能恢復正常的供電。這樣，就提高了電力系統運行的完整性和供電的可靠性，減少了線路停電次數及停電時間，有效保障了電力系統的穩定運行；同時，還可糾正斷路器由于本身機構不良或繼電保護誤動作等原因引起的誤跳閘。

運行中的重合閘充電狀態的改變，直接關系到重合能否成功。實踐表明，重合閘未正確動作的主要原因是充電狀態監控方式單一，只能反映在保護裝置面板上。若充滿電的重合閘由于某種原因放電，使充電狀態發生改變，無法引起運行監控人員的注意。一旦線路發生故障，保護無法啟動未充電的重合閘，則重合閘會發生拒動。因此，對重合閘充電狀態實現多級(變電站、集控站、調度端)監控，是必要而有現實意義的。

2 重合閘的工作原理

微機保護在軟件中專門設計一個計數器，模仿自動重合閘中電容器的充放電功能。重合閘必須在“充滿”后才能投入，以保證一次重合閘，避免發生多次重合。

2.1 充電條件

在滿足以下條件時，充電計數器開始計數(與門條件)：

(1)開關在合位，接入裝置的TWJ不動作；

(2)重合閘啟動回路不動作；

(3)沒有低氣壓和外部閉鎖開入；

(4)重合閘不在停用位置。

當以上條件同時滿足時，重合閘開始充電，充電計數器開始計數，充電時間為15 s。重合閘充滿電后，裝置運行過程中，當線路故障開關跳閘或開關偷跳時，由保護或開關跳閘位置來啟動重合閘，重合閘動作發出重合令，開關合閘，則重合閘動作成功。

2.2 放電條件

在運行過程中當以下任一條件滿足時計數器清零，充滿電的重合閘放電：

(1)“充電”未滿時，有跳位TWJ或保護啟動重合閘信號開入立即“放電”；

(2)有三相跳位開入200 ms內重合閘仍未啟動“放電”；

(3)重合閘啟動前壓力不足，經延時400 ms后“放電”；

(4)重合閘停運方式時“放電”；

(5)單相重合閘方式下，如果三相跳閘位置均動作、收到三跳命令或本保護裝置三跳，則重合閘“放電”；

(6)收到外部閉鎖重合閘信號時立即“放電”；

(7)合閘脈沖發出的同時“放電”；

(8)失靈保護、三相不一致保護、充電保護、過流保護、死區保護立即“放電”；

(9)收到外部發變三跳信號立即“放電”；

(10)對于后合重合閘，當后合重合閘延時未到時，若收到線路保護的跳閘信號，重合閘立即“放電”。

在運行中充滿電的重合閘可能在啟動前先放電，若此時運行人員沒有發現，則此未充滿電的重合閘不可能正確動作。因此，對運行中的重合閘裝置的充電狀態進行監視至關重要，它直接關系到重合閘能否正確動作。

3 現有重合閘充電狀態監視方法

(1)RCS9000，GTG3000系列線路保護：在裝置主界面下有一電池標識，如果裝置滿足所有充電條件，經15 s充滿電后，電池顯示為實體；如果有任一放電條件開入，立即放電，電池顯示為空。

(2)CSC101A／BB，CSC102AA／B，CSC200，RCS900，PSL600系列線路保護：在裝置面板上裝設有監視燈，如果裝置滿足所有充電條件，經15 s充滿電后，重合閘燈亮；如果有任一放電條件開入，立即放電，重合閘燈滅或者閃爍。

(3)CSL160，CSL200系列線路保護：在裝置主界面下循環顯示，如果裝置滿足所有充電條件，經15 s充滿電后，裝置顯示CH或YXCH，即允許重合；如果有任意一條放電條件開入，立即放電，裝置沒有CH或YXCH信息顯示。

4 現有監視方法存在的問題

現有監視手段對重合閘充電狀態只反映在保護裝置上，不同廠家的裝置分別采用“電池”、信號燈、文字信息等方式表示重合閘是否充滿電，但所有的裝置都沒有在充滿電的同時向后臺或集控站、遠動主站上送遙信量，這樣集控站或調度實際無法監控重合閘的充電狀態。

由于運行值班員不可能整天盯著保護裝置看(無人值班站更不能實現)，裝置上重合閘充電狀態的變化也不容易引起值班員的注意，因而使重合閘的充電狀態的監視處于游離狀態，變得不可靠且極易失去監控。一旦重合閘未投或者投入后在運行過程中滿足了任一放電條件，重合閘會立即放電，而放電則會導致重合閘該動不動、不能正常動作，甚至釀成事故。

5 重合閘拒動案例分析

5.1 案例概述

2008-08-04，某110 kV變電站110 kV某線路CSL-164B保護動作，開關跳閘，重合閘卻未動。保護班現場檢查經過及結果如下。

(1)首先，運行人員合上該線路開關，退出重合閘閉鎖壓板，充電15 s后，檢查面板顯示CH，即重合閘完成充電。

(2)模擬2008-08-04T19:15:17在I段阻抗內的BN(B相單相接地)故障，面板顯示為“保護動作，重合閘動作”，ZSZ-11S/G操作箱面板顯示“合閘位置，保護跳閘，重合閘動作”。

(3)就地檢查開關，開關處于合位。

在完成上述各項檢查后，退出重合閘出口壓板，反復模擬上述試驗5次，確認此保護重合閘在該定值下能夠正確動作，且帶斷路器傳動試驗動作正確。經檢查確認，該保護重合閘功能完好。由于在2008-08-04T19:15:17事故后重合閘未動作，檢查MMI報文有保護啟動重合閘的信息，但沒有CHCK的信息，也就是說，在保護動作時重合閘沒有動作。

5.2 重合閘未動原因

5.2.1 重合閘未能啟動

經上述試驗，證明保護系統啟動重合閘回路完好，可排除重合閘啟動回路存在故障原因。

5.2.2 重合閘未充電

(1)重合閘控制字未投。經檢查，重合閘控制字確已投入，可排除這一原因。

(2)外部閉鎖重合閘。經檢查，該保護外部閉鎖開入只接入手跳閉鎖，在線路送電時該操作把手在遠方位置，此開入的節點是斷開的，開入為零，可排除外部閉鎖這種可能。

圖1 重合閘充電狀態監視邏輯

(3)閉鎖重合閘壓板投入。運行人員合上開關，重合閘充電后，投入閉鎖重合閘壓板，重合閘立刻放電。經核實，事故當日運行人員有線路停電操作任務，所以在停電前按照操作規程投入了閉鎖重合閘壓板，然后手分斷路器，以確保重合閘不動作，但在恢復送電后卻沒有退出該壓板，導致重合閘未充電，線路故障后重合閘不能動作。

因此，重合閘未動的原因是誤投閉鎖重合閘壓板(運行人員把閉鎖重合閘壓板當成重合閘壓板投入)。同樣的事故2年內在10 kV及35 kV系統中曾發生過3次，主要原因是運行人員沒有發現重合閘放電，并誤投閉鎖重合閘壓板。若有完善的重合閘充電狀態多級監控，能在變電站后臺機、集控站、調度端發出聲光信號，就能及時補救上述錯誤，也就不至于釀成事故。因此，必須對重合閘充電狀態的監控方式進行改進。

6 改進措施

6.1 完善重合閘的充電狀態技術監控手段

重合閘充電狀態改變后，就地裝置、站控層后臺機、集控監控機、調度端監控機應能同時收到變位信息。完善的充電狀態監控邏輯如圖1所示。

6.2 加強運行值班巡視檢查

對于無人值班變電站，巡視周期由1周縮短到3天，并加大巡視檢查的力度。在巡視時由運行人員按照運行巡視檢查制度認真進行巡視，如實填寫巡視檢查報告，若發現問題，立即向有關部門匯報解決。一旦重合閘充電或放電面板監視信息和后臺同時變位并顯示變位信息時，調度、運行人員能及時發現并向有關部門匯報，及時進行處理。