500kV線路在3/2主接線下的保護配合研究

陳繼滔

（廣東電網有限責任公司江門供電局 廣東江門 529000）

500kV線路在3/2主接線下的保護配合研究

陳繼滔

（廣東電網有限責任公司江門供電局 廣東江門 529000）

500kV系統3/2主接線方式涉及設備、裝置多，二次設備的功能不斷加強，保護與保護之間、兩臺斷路器之間的配合方法與其他接線方式有較大的不同。本文對500kV線路各種保護的配合作了全面介紹，對線路保護、斷路器保護、重合閘之間的時間配合做了詳細分析。

電力系統；3/2接線；繼電保護

引言

隨著電力系統和繼電保護的不斷發展，電力設備的保護日趨完善。但是，系統的復雜程度也隨之增加，為避免造成故障的影響范圍擴大，保證系統的安全穩定運行，保護間的配合變得尤為重要。在500kV變電站3/2斷路器的接線方式下，每條出線涉及兩個開關和各自的保護，因此開關間的配合、線路保護與兩個開關保護之間的配合、各種保護與重合閘的配合都成為需要解決的問題。[1]配合不當，會造成保護功能的不全，從而導致拒動或誤動的事故事件。本文就500kV系統3/2主接線方式下，按斷路器配置的各種保護之間的配合進行歸納和探討，研究保證安全可靠、全面實現其功能的配合方式。

1 重合閘與保護的配合

1.1 重合閘與線路保護

1.1.1 重合閘的啟動

重合閘有兩種啟動方式：斷路器控制開關位置與斷路器位置不對應啟動方式、保護啟動方式。線路故障發生時，重合閘主要依靠保護啟動方式。500kV線路常用的單重方式[4]，只需考慮保護單跳啟動重合閘。3/2主接線下的斷路器保護有斷路器失靈保護和重合閘功能等，但對于整個斷路器保護裝置，其跳閘開入量接口是共用的，且都來自線路保護。[5]

1.1.2 閉鎖重合閘

在某些情況下，比如手動分閘、重合會導致再次經歷事故等，不需要重合閘。因而設置閉鎖重合閘回路。重合閘可以通過保護閉鎖，保護判斷線路發生非單相故障、合于故障、保護加速、遠方跳閘及其它公用保護動作時，要閉鎖重合閘。保護裝置一般通過下面的三種方法實現閉鎖重合閘：①線路保護通過壓板、操作把手等直接閉鎖重合閘。②各種保護通過永跳命令啟動操作箱的永跳繼電器TJR閉鎖重合閘。③單重方式時，當重合閘檢測到同時有三相跳閘開入時，重合閘也會立即放電。另外，當斷路器壓力降低或進行斷路器的分合閘操作時，也要閉鎖重合閘。

1.1.3 溝通三跳

500kV系統3/2主接線方式下，溝通三跳回路按斷路器配置。按預定方式重合是對3/2接線重合閘裝置的基本要求。由于系統多采用單相重合閘方式，發生單相接地故障時，開關重合方式一般設為單跳單合。但是，當由于某種原因使開關不能按預先規定重合時，單跳就可能造成設備長期非全相運行，此時應溝通開關的三相跳閘回路，并不進行重合。引起重合閘不能重合的原因主要有以下幾種情況：①重合閘方式為停用；②裝置異常；③重合閘未充電；④開關壓力低閉鎖重合閘或其他異常閉鎖；⑤同串兩線路在重合閘周期內先后啟動中間開關重合閘等。

溝三接點是為了使斷路器具備三跳的條件。滿足溝通三跳條件時，如果斷路器保護收到跳閘開入，但線路又有電流，說明斷路器的三相未全跳開，斷路器保護發一個溝三跳閘。溝三跳閘實際上是溝通三跳的后備。溝三跳閘邏輯如圖1所示[6]。

圖1 溝三跳閘邏輯

1.2 斷路器保護功能的配合

3/2主接線下，500kV線路的重合閘等功能按斷路器配置，整合于斷路器保護裝置。斷路器失靈保護經相電流判別動作，其動作時間應在保證失靈保護選擇性的前提下盡量縮短。失靈動作時間大于斷路器動作時間與保護返回時間之和，再考慮一定的裕度。既可直接經一時限（約0.2～0.5S）跳本斷路器三相及包括對側的斷路器在內的與拒動斷路器相關聯的所有斷路器。也可經較短時限（約0.13～0.15S）跳本斷路器三相，再經一較長時限（約0.2～0.25S）跳開與拒動斷路器相關聯的斷路器。[5]由于可能存在站內死區，且在死區發生三相故障時，對系統影響大，設置快于失靈保護的死區保護。[5]

斷路器的非全相保護應能正確躲開開重合閘時間，當重合閘動作完畢，斷路器三相不一致時，跳開斷路器。江門地區220kV及以上線路的斷路器非全相保護動作時間一般按2s或接近2s整定，長于后合斷路器1.4s左右的重合時間定值。

此外，失靈保護、死區保護、非全相保護均閉鎖重合閘。

2 斷路器間的配合

先重后重：

2.1 重合閘方法

500kV系統3/2主接線下，一條出線有兩臺斷路器，發生線路故障時要同時斷開兩臺斷路器。在重合時，為縮短永久性故障切除時間及對系統造成的沖擊，在保護動作跳開兩斷路器后，先合的開關應先重合，后合開關的重合閘經一定延時后再重合。后重斷路器一般再經不少于300ms的延時重合，躲開先重開關的重合閘后加速動作時間。

2.2 重合次序

重合應有先后次序，通常要求邊開關先于聯絡開關重合。當重合于永久性故障時，邊開關失靈，連跳所有母線側開關，但在3/2接線系統中不影響其他設備的正常運行。而如果聯絡開關先合，出現聯絡開關失靈，同串另一出線兩個開關都跳開，擴大了事故范圍。

兩個斷路器的重合閘之間的重合次序必須預先設定，且應保證先重的斷路器重合上后，才能重合后重斷路器。設定重合閘次序的方法一般有三種：①由先重斷路器的重合閘后加速的接點串接線路保護動作接點閉鎖后重斷路器的重合閘。這種方法存在靈活性較差的缺點，一旦運行，先重后重就確定了。另外，如果啟動失靈與啟動重合閘共用接點不可用該方法。②以先重斷路器重合成功為條件啟動后合斷路器的重合閘，該方法不適用于取消重合閘優先回路的線路。③線路保護或重合閘裝置本身的后加速跳閘有永跳接點（TJR）輸出的，可以通過永跳回路給后重斷路器的重合閘裝置放電。

2.3 重合閘后加速

國內多數微機線路保護本身具備后加速功能，不需要重合閘提供加速信號。如果先重的斷路器重合于故障，后重的斷路器根據前文所述設計，應能夠立即放電不重合。[2]

3 案例

以江門地區某500kV變電站的500kV某江甲線為例，該線路正常運行時，重合閘方式為單重。如果遇到單相故障，其線路保護及斷路器保護動作情況如圖2所示。

4 結束語

由于500kV系統3/2主接線方式涉及設備、裝置多，以及二次設備的功能不斷加強，保護與保護之間、兩臺斷路器之間的配合方法與其他接線方式有較大的不同，在全面了解各種裝置的功能的基礎上，做好配合、整定工作，可以提高500kV線路保護的穩定性和可靠性。

圖2 500kV某江甲線單相故障保護動作情況

[1]路改強，劉敏.淺析500kV系統中3/2接線方式線路重合閘[J].電力系統保護與控制，2009，37（23）：141～144.

[2]劉偉良，莊洪波.500kV 3/2接線微機重合閘與保護配合方法探討[J].繼電器，2008，36（5）：78～80

[3]趙自剛，林榕.3/2接線斷路器保護應考慮的若干問題[J].現代電力，1998，15（3）：7～12．

[4]國家電力調度通信中心，電力系統繼電保護實用技術問答（第二版）[M].中國電力出版社，2000，2.

[5]國家電力調度通信中心.《國家電網公司繼電保護培訓教材（下冊）》[M].中國電力出版社，2009，4.

[6]南瑞繼保電氣有限公司.《RCS-921系列斷路器失靈保護及自動重合閘裝置技術和使用說明書》.

TM762

A

1004-7344（2016）09-0073-02

2016-3-10

陳繼滔（1990-），男，助理工程師，工學學士，從事繼保自動化工作。