某斷路器誤動跳閘的原因分析及改進方法

曹曉鳳，祁寶才，張　贏

(1.國網(wǎng)青海省電力公司檢修公司，青海 西寧 810003；2.國網(wǎng)青海西寧供電公司，青海 西寧 810003)

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某斷路器誤動跳閘的原因分析及改進方法

曹曉鳳1，祁寶才1，張贏2

(1.國網(wǎng)青海省電力公司檢修公司，青海 西寧 810003；2.國網(wǎng)青海西寧供電公司，青海 西寧 810003)

摘要:某330 kV斷路器在一起直流擾動時，發(fā)生誤動跳閘。文中對斷路器誤動原因進行了分析，并提出了相應(yīng)的改進方法。

關(guān)鍵詞：操作箱；動作功率；繼電器

1　跳閘經(jīng)過

2013年08月04日11時48分58秒，某330 kV變電站監(jiān)控后臺機先后打出：433 ms 3322#斷路器RCS921A起動，3322#斷路器RCS921A發(fā)變?nèi)_入動作，468 ms 3322#斷路器RCS921A A相跳閘位置動作，470 ms 3322#斷路器RCS921A B相跳閘位置動作、3322#斷路器RCS921A C相跳閘位置動作。經(jīng)現(xiàn)場檢查，3322#斷路器CZX-22R分相操作箱上第一組跳閘指示燈TA、TB、TC紅燈亮，3322#斷路器A、B、C三相確在分位，而保護均未動作，且故障錄波圖顯示，開關(guān)跳閘時一次系統(tǒng)沒有故障發(fā)生。

2　原因分析

3322#斷路器CZX-22R分相操作箱面板的跳閘信號，在第一、二組跳閘線圈分別動作時，指示燈TA、TB、TC會相應(yīng)的顯示為紅色。故障時3322#斷路器CZX-22R分相操作箱上第一組指示燈TA、TB、TC紅燈亮，3322#斷路器RCS921A型保護裝置有發(fā)變?nèi)_入動作(圖1)。同時根據(jù)CZX-22R分相操作箱跳閘回路原理圖(圖2)，能初步判斷造成3322#斷路器A、B、C三相跳閘的原因，是由于CZX-22R分相操作箱內(nèi)第一組跳閘回路不起動重合閘TJR繼電器動作。

圖1 RCS921A型保護裝置發(fā)變?nèi)_入回路

圖2 CZX-22R分相操作箱第一組TJR跳閘回路原理圖

經(jīng)現(xiàn)場檢查，3322#斷路器跳閘時，斷路器機構(gòu)完好，變電站內(nèi)沒有直流兩點接地或異常信號，二次回路中也不存在寄生回路或能使TJR繼電器動作的接點誤閉合、粘連情況。但是在3322#斷路器跳閘時，變電站內(nèi)伴隨有某空開瞬時跳閘復(fù)歸的直流信號(為毫秒級)，當時站內(nèi)有可能存在瞬時的直流擾動。不過2012年新版《國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施》中15.7.8條規(guī)定繼電器要具備抗干擾能力，所有涉及直接跳閘的重要回路應(yīng)采用動作電壓在額定直流電源電壓的55%～70%范圍以內(nèi)的中間繼電器，并要求其動作功率不低于5 W，所以即使出現(xiàn)直流干擾TJR繼電器也不應(yīng)誤動作。

外部原因使TJR繼電器誤動作的可能性不存在，而很有可能為TJR自身誤動作。

利用繼電保護測試儀對CZX-22R操作箱TJR繼電器進行測試試驗，測試方法及數(shù)據(jù)如下：解開圖2中TJR繼電器控制電源n116、n98端子上的二次線，用北京博電PW466A繼電保護測試儀直流輸出模塊“輸出正”串接電流表后接至操作箱n116端子、“輸出負”接至n98端子；同時將A(n198、n121)、B(n198、n122)、C(n198、n123)相跳閘回路中TJR繼電器常開接點(圖3)分別接入保護測試儀開關(guān)量輸入處。

圖3 TJR繼電器A、B、C相常開接點

將測試儀直流電壓從100 V開始，以步長1 V逐步升高，直到A、B、C相跳閘回路中TJR繼電器常開接點全部接通，分別記下所加直流電壓值、電流表顯示值，并算出各相功率值，如表1。

表1　TJR繼電器測試結(jié)果

由表1測試結(jié)果可見：雖然TJR跳閘回路啟動電壓值滿足要求，但動作功率明顯偏低。在直流發(fā)生擾動時，繼電器抗干擾能力差，容易引起繼電器誤動作。

引起3322#斷路器跳閘的根本原因是南瑞繼電保護有限公司生產(chǎn)的CZX-22R分相操作箱(2003年5月產(chǎn)品)由于跳閘出口繼電器TJR的動作功率過低，不滿足國家電網(wǎng)公司十八項反措要求(于2005-11發(fā)布，2012年重新修訂)，在變電站內(nèi)有某空開瞬時跳閘復(fù)歸的直流信號，存在瞬時的直流擾動時，造成3322#斷路器A、B、C相跳閘。

3　改進方法

為防止直流發(fā)生擾動時，引起繼電器誤動作，需要提高操作箱出口繼電器的動作功率。與南瑞繼保廠家探討研究后一致認為：采用在TJR跳閘出口繼電器串聯(lián)線圈兩端(圖2中n116、n98)并聯(lián)一適當電阻RX的方法最為合適，即可靠又方便。經(jīng)廠家進一步檢驗，測得CZX-22R型操作箱TJR繼電器動作功率基本都在0.7～0.9 W之間，為此需選擇一個適當?shù)腞X電阻，以保證跳閘出口繼電器動作功率不低于5 W。

以動作功率0.7 W、最低動作電壓≥額定直流電源電壓的55%(U=220×55%=121 V)估算，可求出圖3中n38與n30之間(或n40、n31之間)電阻值為：R=U2/P=14 641/0.7 Ω≈ 20.92 kΩ。代入功率公式求RX:P總=5 W=U2/R總=U2/[R×RX/(R+RX)]，得：RX≈3.4 048 kΩ。由此求得RX電阻功率：PX=U2/RX=14 641/(3.4 048×103) W≈ 4.3 W。

由此得出應(yīng)在TJR跳閘回路串聯(lián)線圈兩端并聯(lián)一個約為4.3 W、3.405 kΩ的電阻，可使跳閘出口繼電器動作功率提高到5 W。目前市場上無4.3 W、3.405 kΩ的電阻，在改進工作中，選用型號為NR0520A(5 W,3 kΩ)的中間繼電器線圈代替實現(xiàn)。

4　改進后效果

中間繼電器并聯(lián)完成后，對TJR繼電器重新進行測試試驗，結(jié)果如表2。

表2　改進后TJR繼電器測試結(jié)果

由表2可以看出，加裝并聯(lián)電阻后，TJR跳閘出口繼電器動作功率均大于5 W，符合國家電網(wǎng)公司十八項反措要求。現(xiàn)場經(jīng)多次帶開關(guān)傳動試驗，改進后的操作箱動作可靠，運行穩(wěn)定。

5　結(jié)束語

由于早期設(shè)計中對繼電器動作功率沒有明確要求，在早期的變電站各廠家開關(guān)操作箱各出口回路繼電器動作功率普遍都低于5 W，在直流接地、直流擾動等情況下極易造成開關(guān)誤動。采用并聯(lián)電阻增大動作功率的方法簡單、穩(wěn)定、科學合理，大大減少節(jié)約了設(shè)備的更換成本，消除了電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行存在的隱患。

本文中所闡述的方法已在公司所轄變電站全面普及實施，經(jīng)過一年多的運行，各開關(guān)操作箱運行可靠。此方法的成功應(yīng)用，為同行解決類似問題給出了一個參考借鑒的實例。

參考文獻：

[1]國家電網(wǎng)公司.國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施(修訂版)[M].北京：中國電力出版社，2012.

運營探討

Analysis and Improvement of False Tripping of a Circuit Breaker

CAO Xiao-feng1, QI Bao-cai1, ZHANG Ying2

(1.Maintenance Branch of Qinghai Subsidiary of State Grid, Xining 810003, China;

2.Xining Power Supply Company of State Grid, Xining 810003, China)

Abstract:False tripping of a 330 kV circuit breaker occurred due to DC disturbance. In this article, causes of this false tripping are analyzed, and corresponding preventive measures are proposed.

Key words:operating box; action power; relay

中圖分類號：TM77

文獻標識碼：A

文章編號：1009-3664(2015)02-0150-02

作者簡介：曹曉鳳(1987-)，女，助理工程師，從事繼電保護及自動化工作。

收稿日期：2014-12-11