500kV線路重合閘不成功的保護動作分析

王 勇，徐紅元

（國網河北省電力公司檢修分公司，石家莊 050071）

500kV 電網是我國電網的主網架，根據運行經驗，500kV 線路單相瞬時故障高達90%，為提高供電的可靠性和系統并列運行的穩定性，在500kV大接地電流系統廣泛使用單相自動重合閘［1］。以下就一起500kV 線路單相自動重合閘不成功的故障進行分析。

1 故障概況

該500kV 線路兩側斷路器都是3／2接線方式，線路保護Ⅰ的型號是P546（AREVA），線路保護Ⅱ的型號是RCS－931AMS，M 側斷路器保護型號是RCS－921A，N 側斷路器保護型號是CSC－121A，具體運行方式如圖1所示。

圖1 500kV 線路運行方式

某日18時12分，某500kV 線路發生U 相接地故障，線路兩側保護U 相跳閘出口，N 站5031斷路器先重合于故障后，線路保護三相跳閘出口，5031、5032斷路器三相跳開；M 站5041斷路器重合不成功，然后由線路保護Ⅰ單相出口經斷路器保護溝通三跳動作三相跳開，5042斷路器重合成功。

2 保護動作分析

根據變電站現場各保護裝置的動作報告和故障錄波器錄得數據可得，各保護具體動作情況如下：

N 站線路發生單相故障后，兩套線路保護均跳U 相出口，5031斷路器重合于故障后，兩套線路保護三跳出口，跳開5031、5032斷路器。

M 站保護裝置動作情況時序如下：

0ms，故障起始，保護啟動。

12ms，RCS－931A 保護跳U 相出口。

20ms，P546保護跳U 相出口。

24ms、27 ms，5041、5042 斷 路 器 保 護RCS－921A 發U 相 跟 跳 令。

42ms，5041、5042斷路器U 相跳閘，故障電流消失。

968ms，5041斷路器保護RCS－921A 重合閘動作，因控制回路斷線，未重合。保護RCS－921A 重合閘放電，溝通三跳接點動作。

1085ms，對側斷路器重合于故障，P546 保護再次跳U 相出口；RCS－931A 保護未動作。

1125ms，P546保護的跳U 相出口，5041斷路器的溝通三跳功能使5041斷路器VW 相跳閘。5042斷路器重合閘未放電，重合閘仍在計時中，未三跳。

1258ms，5042斷路器保護RCS－921A重合閘動作，5042斷路器重合成功，此時線路接地故障已消失。

從以上數據可知，線路發生單相故障后，兩側斷路器均單相跳開后，M 站的邊5041斷路器首先重合閘動作，但斷路器拒動造成重合不成功，同時N側5031斷路器重合于故障。根據RCS－931保護動作邏輯，由于斷路器U 相在跳位，M 側無故障電流，所以M 側RCS－931保護不動作；同時M 側P546型保護跳U 相出口，但P546裝置啟動斷路器保護失靈和重合閘的接點是需要通過電流判據，而在N 側重合于故障時，M 側線路U 相電流為零，因此M 側P546裝置沒有發給斷路器保護啟動失靈信號，5042斷路器保護在第二次故障300ms后重合閘動作。

對于線路發生單相故障，兩側斷路器單相跳開后，一側斷路器重合于永久性故障，線路保護三相跳閘出口，而對側斷路器由于各種原因還未重合的情況下，各廠家線路保護動作情況分為3種：由于故障相斷路器位置為跳位，沒有故障電流，保護不動作；保護故障相跳閘出口；保護三相跳閘出口。

在保護沒有三相跳開的情況下，斷路器會再次重合于線路故障，造成對電網又一次受到故障的沖擊，不利于電網安全穩定運行。

根據M 站5041 斷路器保護裝置動作報告，5041斷路器保護在線路故障后968ms重合閘動作出口。現場檢查發現5041斷路器匯控柜內，斷路器的合閘回路中的SF6閉鎖繼電器的常閉接點接觸不良，致使合閘回路斷線，造成5041斷路器重合閘不成功。

3 處理措施

針對上述情況，將故障繼電器進行更換，并結合斷路器停電檢修工作對其他斷路器的同類型繼電器進行隱患排查，注重日常運行狀態的監測，在有條件的情況下對運行狀態不正常的繼電器及時進行處理更換。

4 建議

該次故障的主要原因是斷路器的合閘回路中的SF6閉鎖繼電器的常閉接點接觸不良，但保護動作情況分析中也反映出一些保護裝置動作邏輯上設計的不合理之處。為預防同類事故發生，確保電網和設備的安全，建議如下：

a.提高斷路器附屬設備的產品質量，特別是各種繼電器，避免同類事件發生；

b.檢修預試過程中應加強對斷路器二次回路及其附屬設備的檢查；

c.提高繼電保護設備的可靠性，確保保護正確動作，防止擴大事故范圍。

［1］賀家李，宋從矩.電力系統繼電保護原理［M］.3版.北京：中國電力出版社，2007.