變電站事故跳閘信號(hào)的分析

劉 靜

(江蘇省電力公司檢修分公司，江蘇南京211102)

目前新建變電站的事故跳閘信號(hào)均由自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)出，但是該信號(hào)回路的設(shè)計(jì)并不統(tǒng)一，對(duì)實(shí)際工程應(yīng)用中產(chǎn)生極大的干擾。一新建變電站進(jìn)行綜合自動(dòng)化系統(tǒng)驗(yàn)收時(shí)，全站約80%的斷路器間隔遙信出現(xiàn)了問(wèn)題，導(dǎo)致驗(yàn)收工作進(jìn)程嚴(yán)重受阻。問(wèn)題主要集中在斷路器在保護(hù)動(dòng)作后，單相跳閘，單相重合閘，而不發(fā)事故跳閘信號(hào)；斷路器進(jìn)行正常分閘操作時(shí)，發(fā)事故跳閘信號(hào)。該站當(dāng)時(shí)還未運(yùn)行，所以可以排除絕大部分的干擾問(wèn)題，而將關(guān)注點(diǎn)放在自動(dòng)裝置的采樣和二次回路的接線(xiàn)上。

1事故跳閘信號(hào)的原理

圖1斷路器跳閘信號(hào)原理圖

圖1中，3KM是控制回路的直流母線(xiàn)，SM是閃光母線(xiàn) （該母線(xiàn)上是方波直流），HWJ為斷路器合閘位置繼電器（監(jiān)視跳閘回路，共2個(gè)跳閘回路，ABC三相）接點(diǎn)，TWJ為斷路器跳閘位置繼電器（監(jiān)視合閘回路，ABC三相）接點(diǎn)，KK為分合閘切換把手（斷路器手動(dòng)合閘后R13-13接點(diǎn)導(dǎo)通，手動(dòng)分閘后時(shí)T13-13接點(diǎn)導(dǎo)通）KD為信號(hào)燈。當(dāng)斷路器在合閘位置時(shí) HWJA，1HWJB，1HWJC，2HWJA，2HWJB，2HWJC接點(diǎn)導(dǎo)通，信號(hào)燈KD為常亮，當(dāng)斷路器跳閘時(shí)TWJA，TWJB，TWJC任一導(dǎo)通，信號(hào)燈KD變?yōu)殚W爍。

2問(wèn)題的分析和解決

該新建變電站作為綜合自動(dòng)化變電站，沒(méi)有設(shè)計(jì)傳統(tǒng)的控制屏，因而它的斷路器跳閘信號(hào)回路不會(huì)按照?qǐng)D1進(jìn)行設(shè)計(jì)的，但是信號(hào)的發(fā)送原理是一樣的。由于該站驗(yàn)收時(shí)還沒(méi)有竣工圖紙，無(wú)法看到準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)回路，所以只能通過(guò)圖1的原理，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行反向?qū)崪y(cè)。經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)總共有以下3種回路接線(xiàn)方式，如圖2、圖3、圖4所示。

圖3斷路器跳閘信號(hào)回路2

圖4斷路器跳閘信號(hào)回路3

圖2中，KKJ為測(cè)控裝置的栓鎖繼電器接點(diǎn)，TWJ為斷路器的跳閘位置繼電器接點(diǎn)（分A，B，C三相）。正常操作斷路器時(shí)，操作人員在監(jiān)控系統(tǒng)上進(jìn)行遙控操作，由測(cè)控裝置對(duì)斷路器發(fā)出分合閘命令。KKJ與斷路器的TWJ一直都是位置相反的，從而保證該回路一直不導(dǎo)通。當(dāng)斷路器由保護(hù)裝置動(dòng)作跳閘出口時(shí)，該跳閘命令是不經(jīng)過(guò)測(cè)控裝置的，而是直接通過(guò)斷路器操作箱到斷路器的跳閘回路中，此時(shí)測(cè)控裝置栓鎖繼電器不會(huì)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，其KKJ接點(diǎn)保持閉合，斷路器分閘后TWJ接點(diǎn)閉合，該信號(hào)回路導(dǎo)通后觸發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)中該間隔的事故跳閘信號(hào)。

通過(guò)對(duì)圖2斷路器跳閘信號(hào)回路工作過(guò)程的闡述，可以看出圖4的信號(hào)回路存在接線(xiàn)錯(cuò)誤，該信號(hào)回路只有當(dāng)斷路器出現(xiàn)三相分閘后才會(huì)導(dǎo)通。如果斷路器單跳單重后，是不會(huì)觸發(fā)事故跳閘信號(hào)的。將所有按圖4接線(xiàn)的斷路器間隔修改成圖2后，斷路器在保護(hù)動(dòng)作后，單相跳閘，單相重合閘，而不發(fā)事故跳閘信號(hào)這一故障就可解決了。圖3與圖2不同點(diǎn)在于采用了斷路器的常閉輔助接點(diǎn)（斷路器分閘后閉合）與KKJ串聯(lián)構(gòu)成信號(hào)回路。通過(guò)對(duì)該站斷路器進(jìn)行分閘試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)斷路器分閘命令下達(dá)后，斷路器常閉輔助接點(diǎn)閉合的時(shí)間與斷路器跳閘位置繼電器動(dòng)作時(shí)間明顯不同。一般在分閘命令下達(dá)7 ms后斷路器常閉輔助接點(diǎn)就閉合了，而斷路器跳閘位置繼電器接點(diǎn)一般在20～25 ms后才閉合。這是由于斷路器常閉輔助接點(diǎn)動(dòng)作閉合后，合閘回路的跳閘位置繼電器才會(huì)勵(lì)磁，所以斷路器常閉輔助接點(diǎn)總要先于斷路器跳閘位置接點(diǎn)動(dòng)作。正是由于斷路器常閉輔助接點(diǎn)這種快約20 ms的動(dòng)作特性，在和KKJ接點(diǎn)配合上出現(xiàn)了問(wèn)題。該回路在斷路器分閘過(guò)程中出現(xiàn)斷路器常閉輔助接點(diǎn)和KKJ接點(diǎn)同時(shí)閉合的狀態(tài)，導(dǎo)致斷路器間隔誤觸發(fā)事故跳閘信號(hào)。這個(gè)就是斷路器進(jìn)行正常分閘操作時(shí)，發(fā)事故跳閘信號(hào)這一故障的原因所在。由于原始設(shè)計(jì)未留出備用電纜，無(wú)法將該回路接線(xiàn)按圖2進(jìn)行修改。最后考慮將斷路器常閉輔助接點(diǎn)和KKJ接點(diǎn)同時(shí)閉合的狀態(tài)作為抖動(dòng)干擾信號(hào)，利用防抖動(dòng)時(shí)延來(lái)去除。該站測(cè)控裝置的防抖動(dòng)原理如圖5所示。

圖5防抖動(dòng)時(shí)延原理圖

當(dāng)裝置需要采集的遙信數(shù)據(jù)發(fā)生瞬時(shí)變位后，裝置將當(dāng)前時(shí)間記錄下來(lái)作為SOE生成時(shí)間，在延時(shí)時(shí)間T內(nèi)，出現(xiàn)的變化信號(hào)都作為干擾信號(hào)處理，直至該信號(hào)穩(wěn)定時(shí)間大于延時(shí)時(shí)間后，才認(rèn)為是真正的變位信號(hào)，裝置確認(rèn)該遙信變位為有效事件并進(jìn)行采集[1]。這樣只要合理地設(shè)置延時(shí)時(shí)間T，就可以將斷路器常閉輔助接點(diǎn)和KKJ接點(diǎn)同時(shí)閉合的瞬間狀態(tài)屏蔽掉，解決測(cè)控裝置誤發(fā)信的問(wèn)題。將延時(shí)時(shí)間增加20 ms后，共進(jìn)行5次斷路器分閘操作，其中有2次出現(xiàn)誤觸發(fā)事故跳閘信號(hào)，說(shuō)明已經(jīng)進(jìn)入臨界狀態(tài)。將延時(shí)時(shí)間增加40 ms后，再進(jìn)行5次斷路器分閘操作，未再發(fā)生誤觸發(fā)事故跳閘信號(hào)的問(wèn)題。

3結(jié)束語(yǔ)

該新建變電站驗(yàn)收中暴露出的問(wèn)題，可以說(shuō)是當(dāng)前目前自動(dòng)化系統(tǒng)事故跳閘信號(hào)設(shè)計(jì)并不統(tǒng)一的一個(gè)縮影。設(shè)計(jì)的不統(tǒng)一使得采樣時(shí)無(wú)法進(jìn)行有效地屏蔽，造成正常操作也會(huì)觸發(fā)事故跳閘信號(hào)，嚴(yán)重影響變電站的可靠運(yùn)行。通過(guò)對(duì)上述3個(gè)斷路器跳閘信號(hào)回路的分析，按照實(shí)用的原則，可以統(tǒng)一采用圖2的設(shè)計(jì)，以確保事故跳閘信號(hào)正確地動(dòng)作。

[1]郭 建，魯國(guó)剛，王顯芹.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)遙信去抖方法分析[J].繼電器，2007，35(1)：47-50.