一起220kV線路送電操作異常的分析

廣東電網有限責任公司佛山供電局 陳 卓

一起220kV線路送電操作異常的分析

廣東電網有限責任公司佛山供電局 陳 卓

本文針對一起220kV線路送電過程中發生的斷路器單相重合閘動作、斷路器三相不一致保護動作的情況,通過各種保護原理的分析及模擬現場實際情況,發現了日常220kV線路送電操作中導致可能發生斷路器單相重合閘動作、斷路器三相不一致保護動作的原因,并提出了合理的預防措施與解決辦法,提高了斷路器單相重合閘以及斷路器三相不一致保護動作的準確性及可靠性,保證了電網的安全穩定運行.

送電操作;斷路器;重合閘;三相不一致保護

引言

本文分析了一起220kV線路送電過程中發生的斷路器單相重合閘動作以及斷路器本體三相不一致保護動作的情況,發現了保護裝置重合閘動作條件中的開入量以及二次回路設計存在的不合理因素,并提出了相應的防范措施以及相關保護及二次回路設計的改進措施.

1.事件發生經過

廣東佛山220kV某變電站內220kV某線路開始進行由檢修狀態轉為運行狀態操作,當該線路的線路側接地刀閘已經拉開、開關兩側刀閘合上后,準備進行"將220kV某線路開關的選控開關CK切換'遠方'位置"這個步驟時,現場運行人員先在線路測控屏將線路開關的選控開關CK切換至"遠方"后,檢查發現后臺機監控界面該開關仍舊存在"控制回路斷線"告警信號,檢查開關機構箱三相分相選控開關CK在"就地"位置,于是決定將開關機構箱三相分相選控開關CK分別切換至"遠方"位置.當運行人員首先將開關C相選控開關切換至"遠方"位置時,C相開關立即合閘,隨后C相開關又跳開.異常情況并未造成負荷損失.

2.保護動作情況分析

異常發生前,線路開關進行停電檢修,檢修工作完成后至恢復送電操作前,開關三相處于分閘狀態、開關機構的三相分相選控開關CK均在"就地"位置,開關控制回路處于控制回路斷線狀態,主一保護裝置、主二保護裝置因控制回路斷線收不到三相跳閘位置繼電器(TWJ)位置開入信息,保護設置在此情況下默認開關三相處于合閘位置.

當開關C相機構箱分相選控開關CK切換至"遠方"位置時,開關C相控制回路導通,此時C相的實際斷路器跳位位置開入傳輸至保護裝置,開關C相跳閘位置繼電器TWJ 動作,滿足"不對應起動重合"動作條件,如圖1邏輯圖所示.

圖1 保護裝置內部重合閘邏輯示意圖

圖2 斷路器本體三相不一致動作原理圖

此時由于保護重合閘充電已完成,"不對應起動重合"動作出口,合上開關C相.

合上C相開關后,C相開關在合閘位置.而開關機構本體的三相不一致保護直接取開關三相TWJ的接點能正確中A、B相開關處于分位,如圖2所示,滿足開關本體三相不一致動作條件.

所以開關C相在合閘位置2秒后,開關本體三相不一致保護動作,斷開開關C相.

現場將開關轉為冷備用后再次模擬當時情況,開關動作情況與分析一致,可以判斷,對于該廠站以RCS-931保護裝置作為主保護的220kV線路分相開關機構,特定情況下存在不對應啟動重合閘保護動作的可能性.即只要開關機構箱的分相選控開關CK切換至"就地"位置,RCS-931主保護壓板投入狀態下重合閘將充電,此時無論開關在冷備用還是熱備用狀態,當任一相分相選控開關CK切換至"遠方"位置時,RCS-931保護裝置不對應啟動重合閘將動作,自動合上該相開關,隨后開關本體三相不一致動作,發出跳三相開關命令.

3.事件原因分析

綜上所述,這次異常出現的原因主要有兩個方面:1)運行人員工作不夠細致.在停電檢修工作結束后、送電操作前現場運行人員沒有認真檢查核對設備的狀態,如果在開關處于檢修狀態下將開關機構的分相選控開關CK切換至"遠方"位置,由于開關檢修時斷開操作電源,則不會發生開關非正常合分的情況.2)保護設計與二次回路存在缺陷.開關廠家的原始設計是當開關機構的分相選控開關CK切換至"就地"位置時,斷開開關的遠方分合閘回路,而線路保護內開關的位置開入量是通過遠方分合閘回路輸入.這樣就導致即使在正常情況下,運維人員將開關機構分相選控開關CK切換至"就地"位置后,RCS-931A保護裝置無法取得開關位置的正確開入量,如果運維人員不采取其他預防措施,而直接將開關機構分相選控開關CK切換至"遠方"位置時,開關還是會出現單相開關非正常動作的情況,而這種情況顯然也是不合理的.

4.防范措施

1)對于220kV線路分相開關機構,任意一相開關本體分相選控開關CK切換至"遠方"位置操作時,要求開關在檢修或冷備用狀態,并斷開保護控制電源(或退出保護重合閘出口壓板),在分相選控開關CK全部轉置"遠方"后再恢復保護控制電源(或投入保護重合閘出口壓板).并且在220kV分相開關機構的選控開關CK把手位置醒目的標示出"嚴禁在開關熱備用或運行狀態切換此CK把手"、"切換CK前必須確認總控箱中的CK在'就地'位置"的警示語,以提醒運行人員、檢修人員注意操作順序.2)在任何開關轉冷備用前,運行人員需檢查后臺機是否還存在異常信號,有異常信號要處理完畢再進行送電操作.如果本次操作前,運行人員能仔細檢查并及時處理異常信號,則不會造成非全相合閘對系統造成的沖擊.同時還應該加強現場運維人員技術技能培訓,強化對包含開關選控開關CK切換位置的二次回路的技術培訓和操作要求,特別明確分相開關機構多個選控開關CK切換時序要求.3)對保護裝置的軟件進行升級.升級后,出現控制回路斷線信號后保護裝置應該直接閉鎖重合閘.4)對二次回路進行改造.目前保護裝置采用的"斷路器合后"接點的開入方式容易造成斷路器位置不對應誤啟動重合閘,宜增加由操作箱對保護裝置提供"閉鎖重合閘"接入方式,從根本上防止類似事件的發生.

5.結語

本次異常雖然沒有造成負荷損失及其他嚴重后果,但是由于斷路器的非全相合閘,對電力系統以及設備造成了一定的沖擊.本文通過這次異常情況的分析,有針對性的提出了斷路器單相重合閘二次回路設計方面的改進措施以及保護軟件方面的升級建議,同時也提出了對于現場運行人員操作、工作中的一些改進措施,提高了斷路器單相重合閘以及斷路器三相不一致保護的可靠性,保證了電網的安全可靠運行.

[1]陳許衛,方智淳,李航杰,等.220kV線路雙重化保護重合閘配合探討[J].電氣開關,2012(6):8-10.

[2]羅虎,曲曉,張雙梓.220kV線路重合閘運行分析[J].電工電氣,2012(12):39-42.

[3]陳超.電力系統220kV線路單相自動重合閘仿真分析[J].電氣開關,2012(5):96-98.

[4]趙新力,李保權.220kV線路瞬時故障未重合的事故分析[J].國網技術學院學報,2013,16(6):13-15.

[5]鄭錫東.淺議斷路器三相不一致保護[J].科技與創新,2014(6):52-55.

[6]劉秋英,邱宏明,李強.斷路器三相不一致保護誤動原因分析及對策[J].電工電氣,2012(7):34-37.

陳卓(1986-),男,工程師,工學學士,主要從事電力系統一次設備、二次設備運行、維護與研究工作.